20/08/2019
Door Ad Spijkers
Het Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aken heeft een intelligent systeem ontwikkeld, dat grote oppervlakken met behulp van een industriële robot nauwkeurig met de laser van een structuur kan voorzien.
Interieurdelen van auto's moeten behalve aan technische eisen ook aan haptische en optische eisen voldoen. Hiertoe worden grote oppervlakken met een laser van een structuur voorzien. Om de vorm gelijkmatig te voorzien van zich herhalende texturen, moet het lasersysteem bij elke herhaling nauwkeurig worden gepositioneerd.
De investering in een conventionele installatie voor het structureren van een groot oppervlak bedraagt al snel meer dan een miljoen euro. Industriële robots zijn zo'n 80% goedkoper, maar tot nu toe leken ze voor deze toepassing ongeschikt door hun onvoldoende positioneernauwkeurigheid voor het structureren met een laser.
Nauwkeurig positioneren
De technici in Aken compenseren de door het systeem bepaalde onnauwkeurigheden van de robot met behulp van een intelligente, op een camera gebaseerde positioneermethode. Eerst worden met de laser op het te structureren oppervlak markeringen aangebracht, die later als herkenningspunten voor de textuur dienen.
De robot moet nu voor het aanbrengen van de structuur de laser naar de positie bewegen. Hierbij wordt de onnauwkeurigheid van de robot voor lief genomen. De afwijking van de geplande positie wordt herkend aan de hand van een geïntegreerde camera, die zowel de markeringen als het te structureren gebied identificeert.
Met deze informatie wordt de afwijkende positie van de robot al vóór het aanbrengen van de structuur bepaald. Via een adaptieve baanplanning kan hiervoor worden gecorrigeerd, zodat het oppervlak naadloos van een structuur wordt voorzien. De eerder aangebrachte markeringen verdwijnen laag voor laag door het met de laser aanbrengen van de structuur.
Door nieuwe, samen met enkele partners in het onderzoeksproject RoboTex ontwikkelde systeem kan de industriële robot grote oppervlak nauwkeurig met een laser van een structuur voorzien. Dit lasersysteem is zowel robuuster als goedkoper als conventionele systemen, zonder toepassing van extra kosten- en onderhoudsintensieve techniek.
Multi-technologie platform
Het nieuwe systeem kan worden geïntegreerd in het door Fraunhofer IPT zelf ontwikkelde Multi-Technology Robot System for Adaptive Manufacturing. MIRA bundelt meerdere productietechnologieën zoals boren, polijsten of slijpen met behulp van een adapterplaat aan de robotkop in een unieke, door een laser beveiligde robotcel. Daardoor kunnen verschillende productietechnologieën in een uniek hybride productiesystemen worden geïntegreerd en omstel- en neventijden aanzienlijk worden gereduceerd.
Behalve de verschillende productietechnologieën is een 3D digitaliseringssysteem geïntegreerd, waarmee de kwaliteit van de verschillende productiestappen zonder omstellen kan worden getest. De industriële robot is bevestigd op een lineaire as, waardoor een totaal opspanoppervlak van 4 m x 2,5 kan worden bestreken.
Foto: Fraunhofer IPT