IntRobAS - Intelligente Roboteranlagen in der Unikatfertigung im Schiffbau; TP3: Entwicklung intelligenter Schweißroboter für Anwendungen im Schiffbau

Abstract

In der maritimen Industrie ist in den letzten Jahren trotz wachsender Forderung nach Steigerung der Produktivität und zunehmen-dem Fachkräftemangel die Installation von Roboteranlagen im Bereich der Fertigung von Unterbaugruppen stagniert. Gründe dafür sind insbesondere die spezifischen Anforderungen von kleinen und mittleren Werften im Bereich des Spezialschiffbaus an entsprechende Anlagen (hohe Flexibilität bei geringen Investitions- und Betriebskosten). Beispiele hierfür sind die Notwendigkeit zur Verarbeitung unterschiedlicher Materialien, stark variierende Bauteilgrößen, spezifische Anforderungen an die Verarbeitung von Blechen mit geringen Materialstärken sowie die Forderung zur Minimierung des Anteils der manuellen Nacharbeit. Vor diesem Hintergrund lassen sich die wesentlichen Ziele des vorliegenden Forschungsvorhabens wie folgt ableiten: • Weiterentwicklung des Verfahrens einer sensorbasierten Roboterprogrammierung in Bezug auf den Einsatz von 3D-Sensorik, welche auch für Materialien mit hohem Reflexionsgrad geeignet ist und Entwicklung angepasster Scanstrategien. • Steigerung der Produktivität durch den flexiblen synchronen Einsatz mehrerer Schweißroboter. • Entwicklung von Verfahren zum Abbinden von Nahtenden mittels Roboter. • Minimierung notwendiger Benutzereingaben bei der Roboterprogrammierung. Durch die Verwendung von 3D-Sensorik mit dynamischem Messprinzip in Verbindung mit einer angepassten, adaptiven Scanstrategie war es möglich die sensorbasierte Roboterprogrammierung auch bei Materialien mit hohem Reflexionsgrad (z.B. Aluminium) einzusetzen. Es wurden unterschiedliche Strategien zum synchronen Robotereinsatz implementiert, so dass abhängig vom jeweiligen Bauteil optimierte Ergebnisse in Bezug auf Durchlaufzeit und Qualität der Bauteile erzielt werden können. Weiterhin wurden zur Anpassung der Schweißprogramme verschiedenen Anwendungsebenen umgesetzt und damit die Zahl der notwendigen Benutzereingaben deutlich reduziert. Die neu entwickelten Systemkomponenten wurden in einem Versuchsträger integriert und durch verschiedene Versuche mit Mockup-Strukturen getestet und weiterentwickelt. Dabei konnte deren grundsätzliche Eignung und Wirtschaftlichkeit für die beschriebene Aufgabenstellung nachgewiesen werden.