TRSE

Teilautomatisierter Roboterschweißplatz für die Einzelteilfertigung (TRSE)

Problemstellung

Im Sondermaschinen- und Anlagenbau stellen die hohe Anzahl an Varianten und geringe Losgrößen eine besondere Herausforderung dar. Als Resultat daraus, werden gerade in kleineren Betrieben viele Produktionsprozesse manuell ausgeführt, da ein höherer Automatisierungsgrad nicht wirtschaftlich, oder benötigtes Wissen zur Umsetzung nicht vorhanden ist. Durch immer größeren Preisdruck lassen sich die manuellen Prozesse an Hochlohnstandorten wie zum Beispiel dem Saarland, nicht mehr wirtschaftlich und konkurrenzfähig realisieren.

Ziele

Das Forschungsprojekt „Teilautomatisierter Roboterschweißplatz für die Einzelteilfertigung“, welches von dem Saarland im Rahmen des EFI-Programms gefördert wird, hat sich zum Ziel gesetzt die Entwicklung eines neuen Prozessansatzes um flexible und bedarfsgerechte Automatisierung zu ermöglichen. Vollautomatisierte Lösungen sind häufig ungeeignet, da hier die geforderte Flexibilität bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit nicht realisiert werden kann. Häufig fehlt auch die Erfahrung mit automatisierten Systemen, sodass diese nicht eingesetzt werden können. Die Mensch-Roboter-Kooperation ist ein Ansatz zur bedarfsgerechten und temporären Automatisierung. Im Gegensatz zu vollautomatisierten Systemen soll hier ein teilautomatisiertes System entwickelt werden, das vom Werker auf dem Shopfloor bedient und programmiert werden kann. Dabei sollen Erfahrungen aus der manuellen auf die teilautomatisierte Produktion übertragen werden. Dieses erfordert ein vollkommen neues Bedien- und Steuerungskonzept. Am Beispiel eines Schweißprozesses, wird in einer engen Kooperation mit der Firma Woll, einem Maschinenbauer für Sondermaschinen, Montagelinien und Produktionsanlagen aus dem Saarland, ein Produktionssystem entwickelt, welches die spezifischen Produktionsfähigkeiten der manuellen und automatisierten Systeme bündelt und die Wandlungsfähigkeit besitzt, sich ändernden Stückzahlen und Varianten flexibel anzupassen.

Vorgehen

Das Forschungsprojekt „Teilautomatisierter Roboterschweißplatz für die Einzelteilfertigung“ ist in sieben Arbeitspakte (AP) unterteilt.

  • AP1: Analyse der Aufgabenstellung

  • AP2: Konzept für ein automatisiertes Schweißsystem

  • AP3: Einbindung der Robotersteuerung

  • AP4 – 6: Entwicklung einer Messstrategie, eines Bedien- und Sicherheitskonzeptes

  • AP7: Aufbau einer Entwicklungsumgebung

Zu Beginn des Projektes erfolgt eine Analyse der Ist-Situation sowie eine Abgrenzung der Aufgabenstellung. Auf Basis dieser Analyse wird ein Konzept für ein automatisiertes Schweißsystem erarbeitet. Aufbauend auf dem in AP2 entwickelten Konzept für ein automatisiertes Schweißsystem wird ein passendes Steuerungskonzept entwickelt. Neben der Einbindung der Robotersteuerung müssen auch die benötigten Sensoren integriert werden. Parallel zum Steuerungskonzept findet die Entwicklung einer geeigneten Messstrategie statt, die auch in der industriellen Praxis eine hochgenaue und reproduzierbare Messung ermöglicht. Aufbauend auf dem Steuerungskonzept werden passende Bedien- und Sicherheitskonzepte erarbeitet, welche den Ansprüchen einer sicheren Mensch-Roboter-Kooperation genüge tragen. Der Aufbau einer Entwicklungsumgebung ermöglicht die Validierung der neuentwickelten Methoden. Als Technologieträger dient die Methodik als Ausganspunkt zum Wissenstransfer zu anderen Branchen und Unternehmen im Saarland.

Projektbearbeitung: Matthias Vette

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Rainer Müller

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