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Wirtschaft Regional - Januar 2017

Industriell gefertigte Werkstücke wie z.B. Windradflügel werden mittlerweile vielfach mit Hilfe von Robotern bearbeitet. Das ist heute durchgängig Praxis in automatisierten Fabriken, da viele Fertigungsprozesse für den Menschen körperlich stark belastend bis hin zu gesundheitsgefährdend sind. Neben den wirtschaftlichen Vorteilen ist auch eine konstante Qualität gefragt. Allerdings ist die Programmierung dieser spezialisierten Roboter bisher eine aufwändige und fehleranfällige Prozedur für diese oft sehr großen Bauteile. Nicht umsonst spricht man hier auch von XXL-Bauteilen. Die Programmierung ist dabei ein zeitintensiver Prozess von mindestens drei bis vier Wochen, in welchem mehrere 1000 Bahnpunkte auf dem Rotorblatt angeordnet, positioniert, orientiert und parametrisiert werden müssen. Zusätzlich werden die Roboterprogramme offline am PC, außerhalb der eigentlichen Produktion, simuliert, um sie auf ihre Funktionstüchtigkeit (Erreichbarkeit, Kollisionsfreiheit, etc.) hin zu testen ohne die reale Anlage für diese Zeit für die Produktion zu blockieren.  

Beschleunigt wird dieser Prozess nun durch Scan2Prog, ein Werkzeug zur automatisierten Erzeugung von Roboterbahnen auf Basis von Punktewolken, welche durch 3D-Scans aufgenommen werden. Die ICARUS Consulting GmbH mit Sitz in Lüneburg hat dieses Werkzeug in den letzten beiden Jahren entwickelt und stellte es bei der eigenen Hausmesse zum Ende des vergangenen Jahres der breiten Öffentlichkeit vor.

Die Datengrundlage des Werkzeugs ist eine 3D-Punktwolke. Diese wird z.B. mittels 3D-Laserscanning erzeugt. Um nun die Laufbahn des Roboters für den gewünschten Prozess, wie z.B. Fräsen, Schleifen oder Lackieren, zu programmieren, grenzt der Anwender zunächst die gewünschte Bearbeitungsfläche auf dem virtuellen Werkstück am Bildschirm ein. Er arbeitet offline am PC, das heißt abseits des realen Roboters. Die Bearbeitungspfade des Schleif- oder Lackierroboters werden dann automatisch auf der Punktewolke generiert. Auch die notwendigen Bearbeitungsparameter wie z.B. Geschwindigkeit, Werkzeugwinkel oder Schaltpunkte werden automatisch zugewiesen. Die Anwendung des Werkzeugs verspricht eine deutliche Steigerung der Effizienz beim automatisierten Bearbeiten der XXL Bauteile.

Bei der Entwicklung des Werkzeugs Scan2Prog konnte die ICARUS Consulting GmbH, mit Unterstützung der Wirtschaftsförderung, die Förderung des Programms Zukunft und Innovation des Landes Niedersachsen nutzen.

Wie funktioniert das Programm? Hier ist ein Video dazu.

„3D-Scan-Technologie und Automatisierung“:

3D-Punktwolken werden durch eine große Ansammlung unabhängiger Ortsvektoren beschrieben und bilden die Rohdatenmenge einer Vielzahl von optischen Messmethoden, wie z.B. eines 3D Scans. Nimmt ein 3D-Scanner ein Objekt auf, so legt er für jeden gemessenen Punkt einen Ortsvektor an, der seine Position im Raum beschreibt. Durch Visualisierung der kompletten Wolke an Punkten kann das gemessene Objekt dann auf einem Bildschirm dargestellt werden. Eine Punktwolke selbst besitzt keine Flächeninformation, bildet aber oft die Basis zur Berechnung verschiedener Flächenmodelle. Die direkte Bearbeitung von Punktwolken innerhalb von Simulationssystemen ist ein neuer Ansatz. Bisher wurde ausschließlich mit Flächen- oder Volumenkörpern gearbeitet, welche erst aus den 3D-Scans erstellt werden mussten. Diese neue Technologie spart einen zeitaufwändigen und somit teuren Schritt und erhöht zusätzlich die Genauigkeit.

 

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