Robotik für Schweiß- und Montageprozesse

Ausgangssituation und Projektziel

Kollaborative Roboter unterstützen den Menschen bei monotonen, körperlich anstrengenden Arbeiten. Auch bei Schweiß- und Montageprozessen wird zunehmend auf Cobots zurückgegriffen. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Bearbeitung von Unikaten und Losgröße 1 dar. Hier fehlt es häufig an flexiblen Cobots, die Arbeiten in kleinen Stückzahlen effektiv und wirtschaftlich erledigen können. In Kooperation mit RK Rose + Krieger entwickelt das Fraunhofer IEM deshalb individuelle Robotiklösungen mit flexibel einsetzbaren Cobots.

Referenz Industrieprojekt rk — © Fraunhofer / Wolfram Schroll
Mit Cobots könnten auch komplexe Prozesse wie das Schweißen von Bauteilen flexibel und wirtschaftlich automatisiert werden.

Lösung und Kundennutzen

Für die Robotikanlagen des Unternehmens RK Rose + Krieger haben die Expert:innen des Fraunhofer IEM die Automatisierungs- und Steuerungstechnik sowie eine Softwarearchitektur entwickelt, mit der alle erforderlichen Abläufe abgebildet werden und z.B. ein digitales Schweißgerät angesteuert werden kann. Die zentrale Steuerung lenkt zudem alle Prozessabläufe, synchronisiert die Teilsysteme und fungiert als Schnittstelle zu übergeordneten Informationssystemen.

Gleichzeitig erweitert ein von RK Rose + Krieger konzipiertes dreiachsiges Portal den Arbeitsbereich der Cobots dreidimensional. So können sich die Roboter flexibel im Raum bewegen und auch an großen Objekten Schweiß- und Montagearbeiten durchführen. Intelligente Sensoren sorgen dabei für die reibungslose Kommunikation zwischen Roboter und Raumportal. Sie erfassen die Konturen des jeweiligen Werkstücks und erkennen Abweichungen vom Konstruktionsmodell. Das Ergebnis sind synchronisierte Bewegungen von Portal und Cobot. Auch die einfache Anpassung des Systems an sich ändernde Anwendungsszenarien ist ohne aufwendige Umbau- und Rüstarbeiten möglich. Die Bedienung der Anlage erfolgt intuitiv über ein Touchdisplay mit kundenindividuell erstelltem User Frontend.

Wie der Einsatz flexibler Cobot-Lösungen die Mitarbeitenden entlastet, Fehlerquellen bei komplexen und aufwändigen Schweißaufträgen reduziert und eine wirtschaftliche Produktion auch kleiner Stückzahlen möglich macht, präsentierten die Forschungspartner der Fachwelt bei gemeinsamen Messeauftritten. In weiteren Forschungsprojekten werden die Erkenntnisse vertieft und weiterentwickelt.