3dStahl – Automatisierung von Schweißprozessen großvolumiger Stahlbauteile – Ilmenau

Das Pilotvorhaben

Schweißprozesse großvolumiger Stahlbauteile sollen teilautomatisiert werden. Hierzu wird ein Schweißroboter über eine Seilzug-Kinematik im Raum positioniert. Die aktive Positionierung erfolgt mittels dynamischer 3D-Oberflächenerfassung. Weitere Kameras finden im Bereich automatisierter Fehlerdetektion ihren Einsatz.

Die Ziele

Im Gegensatz zu Großserienfertigungen international agierender Konzerne, die sich rasant unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ entwickelt, sind durch KMU und Handwerksbetriebe geprägte Regionen stark von individualisierter Produktion abhängig. Ein Ziel dieses Vorhabens ist die Sicherung der Produktivität und Qualität bei ständig wechselnden Abläufen und unregelmäßigen Handhabungsschritten beim Schweißen großvolumiger Bauteile mithilfe einer dynamischen Positionierung des Schweißsystems sowie Kameratechnik über eine zu entwickelnde Seilzug-Kinematik. Die hierzu notwendigen 3D-Oberflächendaten und Raumpositionen liefert ein high-speed 3D-Messsystem. Zur Qualitätssicherung soll eine optische Kontrolle des Produktes durch hybride Kameratechnik bereits während des Herstellungsprozesses stattfinden.

Die thematischen Schwerpunkte

Der Projektfokus liegt auf der Automatisierung von Schweißprozessen unterstützt durch eine Seilzug-Kinematik, einen Roboter sowie Kameras zur Fehlerdetektion und die 3D-Datenerfassung zur aktiven Positionierung des Gesamtsystems. Die 3D-Messdaten dienen zur Definition der Schweißaufgabe (Bahnplanung) sowie zur Vermeidung von Kollisionen zwischen Roboter und unbekanntem Schweißobjekt. Die Funktionalität und Regelbarkeit der Kinematik und des Schweißprozesses, unterstützt durch den 3D- und multispektralen Kameraverbund, ist ausschlaggebend für die erreichbare Qualität. Eine besondere Herausforderung stellen hierbei die Umgebungsbedingungen (u.a. Funkenflug) und die Erfassbarkeit der metallisch glänzenden Oberflächen dar.

Die Partner

Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung: http://www.tu-ilmenau.de/qualitaetssicherung/
SIBAU Genthin GmbH & Co. KG: http://www.sibau-genthin.de/
Friedrich Motorsport: http://www.friedrich-motorsport.de/
Technische Hochschule Deggendorf, Technologie Campus Cham: http://www.th-deg.de/de/tc-cham
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik: http://www.iof.fraunhofer.de/

Kontakt

Univ.-Prof. Dr. rer. nat Gunther Notni
Technische Universität Ilmenau
Gustav-Kirchhoff-Platz 2
98693 Ilmenau
Tel.: 03677 / 69-3820
Fax: 03677 / 69-3823
E-Mail: gunther.notni[at]tu-ilmenau.de