rorarob
Wenn der Prophet nur unter großen Anstrengungen zum Berg gehen kann, dann kommt der Berg eben doch zum Propheten. Das gilt zumindest für Schweiß-aufgaben bei komplexen Rohr- und Rahmenkonstruktionen, wie sie zum Beispiel bei der Fertigung von Rohrverbindungen für Turbinen oder Rahmenkonstruktionen für Krane und Lastaufzüge vorkommen. Bisher müssen sich die Schweißer die meist schweren Einzelteile mühsam in die richtige Schweißposition heben oder selber zum Schweißen eine Position einnehmen, die dem Körper hohe Belastungen abverlangt.
Ziel des Projekts rorarob ist die Entwicklung eines prototypischen Hardware- und Software-Assistenzsystems (Mehrrobotersystem) zur Bearbeitung von Schweißaufgaben in der Rohr- und Rahmenfertigung, das sich an konkreten Markterfordernissen orientiert.
Die Fertigung von geschweißten Rohr- und Rahmenkonstruktionen kommt im mittelständisch geprägten Maschinen- und Anlagenbau häufig vor. Komplexe "Rohrfiguren" können mit Hilfe des Rohr- und Profilbiegens oder durch mehrere fügetechnisch verbundene Bauteile hergestellt werden. Neben den hohen Investitionskosten für Biegemaschinen führen insbesondere die Veränderung der Wandstärke und die Variantenvielfalt zu technischen Problemen in der für die Branche typischen Einzel- und Kleinserienfertigung. In Folge dessen werden verschiedene arbeitsintensive Schweißverfahren zur Erstellung der Baugruppen eingesetzt.
Typische Problemstellungen dieser Verfahren sind die schwer einzuhaltenden Toleranzvorgaben, hohe Bauteilgewichte, die ausschließlich sequenzielle Fertigung, und dass die Rohrverbindungen häufig noch abschließend an ihrem Bestimmungsort eingepasst werden müssen.
Im Projekt rorarob werden die Werkstücke vom Roboter in eine für den Mitarbeiter günstige Position gebracht und dort positionsgenau gehalten, um nach folgende Schweißprozesse zu ermöglichen. Weitere unterstützende Funktionen wie beispielsweise das Nachführen der Bauteile während des Schweißprozesses sind denkbar und sollen in der gewählten Anordnung erprobt werden. Anhand von online übertragenen Informationen über die Halbzeuge, Werkstoffe und Werkzeuge können automatisch Empfehlungen für Einstellungsparameter, wie Drahtvorschub und -dicke ausgegeben werden. Ebenso können manuell eingestellte Werkzeugparameter zu einer Anpassung der Bewegungsplanung des Assistenzsystems genutzt werden. Die Gestaltung der Interaktion zwischen Mensch und Maschine unter ergonomischen und ökonomischen Aspekten ist ein wesentliches Ziel des Projektes.
So werden die Mitarbeiter in der Fertigung in die Lage versetzt, parallel zu anderen Fertigungsschritten exakt und ergonomisch optimiert die Konstruktionsvorgaben zu realisieren. Weitere Vorteile sind die Reduzierung der Gesamtherstellungszeit und die Möglichkeit der Anschlussmaßmodellierung zur Anpassung an die Endgeometrie. Die Umsetzung erfolgt nach einer genauen Analyse der Ausgangsbedingungen, wie sie sich derzeit in den Fertigungsabläufen widerspiegeln. Die Informationen fließen in eine Offline-Programmierung zur Simulation der Prozessschritte ein. Ein integriertes Datenkonzept verbindet die Anforderungen der Fertigung und der notwendigen Sicherheitsstrategien für den Einsatz der Robotertechnologie in der Produktion mit einer direkten Mensch-Maschine-Interaktion ohne trennende Schutzeinrichtungen.
Konsortialführer: carat robotic innovation GmbH
Konsortialpartner: Albert Böcker GmbH & Co.KG, MAN Turbo AG, Technische Universität Dortmund – IRPA, Technische Universität Dortmund – APS
