Forschungsprojekt:"SprayOne"

 

 

Forschungsbereich:Automation, Automatisierte Programmierung, Lackierung
Gefördert durch:Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
In Zusammenarbeit mit:Venjakob Maschinenbau & Co. KG
Beginn des Projekts:Juni 2014
Ende des Projekts:Dezember 2016

Beschreibung: 

Ziel des Forschungsprojektes „SprayOne“ ist die Entwicklung eines selbstoptimierenden Systems, das 2.5D Möbelstücke im Durchlaufverfahren lackiert. 2.5D Bauteile haben einen flachen Grundkörper mit komplexen Geometrien, wie äußere Begrenzungen und Einschnitte mit rechtwinkligen, aber auch schrägen Kanten.

Die Lackierung erfolgt dabei in Arbeitsteilung zwischen einem Industrieroboter, der die komplexen Geometrien lackiert, während die waagerechten Oberflächen von einem nachfolgenden Flächenspritzautomaten beschichtet werden. Die Art und Lage der Bauteile auf dem Förderband werden auf Basis von Messdaten eines vorgeschalteten Sensors ermittelt. Um die Berechnungszeit zur Laufzeit möglichst gering zu halten und einen Eingriff durch den Menschen zu ermöglichen, sind in einer Vorverarbeitung, basierend auf den CAD- oder falls nicht vorhanden auf Scandaten, die Roboterbahnen für ein Bauteil automatisiert zu generieren. Nach Wandlung der Daten in ein Graustufenbild werden in diesem die Bauteilkanten unter Ausnutzung der flachen Grundgeometrie ermittelt. Es wird jedoch nicht eine gesamte Bahn berechnet, sondern einzelne parametrisierte Bahnen (Tasks) erstellt, die unabhängig voneinander und in unterschiedliche Richtungen lackiert werden können.

Während des Durchlaufes soll das System die Bauteile identifizieren, deren Position und Orientierung auf dem Förderband erkennen und selbständig den optimalen Pfad über das gesamte Förderband mit den willkürlich positionierten Bauteilen berechnen. Dabei sind die zuvor erstellten Bahnsegmente der Bauteile der Lage entsprechend anzupassen und in eine für den aktuellen Zustand optimale Reihenfolge zu bringen.

Hierbei bestehen einige Besonderheiten:

  • Die Achswinkel und Armlängen des Roboters sind beschränkt. Daher ist nicht gewährleistet, dass alle im Task-Space berechneten Pfade ausführbar sind. Somit hat eine Betrachtung der Problematik im Joint-Space zu erfolgen.
  • Durch die Bewegung des Förderbandes ändern sich die in der Vorverarbeitung berechneten Pfade kontinuierlich. Je nach Startzeitpunkt hat der Roboter für einen, im Task-Space gleich bleibenden Pfad, unterschiedliche Bewegungen durchzuführen.
  • Die zu lackierenden Objekte befinden sich nur für eine bestimmte Zeit in dem Arbeitsraum des Roboters. Bisherige Ansätze zur Task Optimization berücksichtigen statische Probleme, die sich komplett im Arbeitsraum des Roboters befinden.  Würde die Planung auf diesen bekannten Ansätzen durchgeführt, kann es sein, dass das Lackieren einer Kante zu einem Zeitpunkt geplant wird, wenn sich diese schon nicht mehr in dem Arbeitsraum des Roboters befindet. Daher ist dieser Aspekt in dem neu zu entwickelnden Optimierungsansatz zu berücksichtigen.

 

 

 

Ansprechpartner am Institut: Dipl.-Ing. Denise Klose