D18 IntRo
Automatisierung
Intuitive Roboterprogrammierung am Beispiel eines Kurzfaserspritzprozesses
D18 IntRo
Automatisierung
Intuitive Roboterprogrammierung am Beispiel eines Kurzfaserspritzprozesses
Wobei unterstützt mich IntRo?
- Flexible Anwendung von Industrierobotern
- Effiziente Programmierung von Industrierobotern
- Spritzprozesse für faserverstärkte Keramiken
Welche Vorteile bietet mir der Einsatz von IntRo?
- Flexible Produktion kleiner Stückzahlen.
- Effiziente Neu-Konfiguration von Industrierobotern.
- Kosteneffektive Hochtemperaturwerkstoffe.
Was benötige ich für die Umsetzung?
Industrieroboter, Softwareanwendung, Anwendungsspezifischer Werkzeugkopf mit Kraftmessdose, Einzelkomponenten zur Herstellung des Werkstoffs
Der Nutzen: Wie profitiere ich von IntRo?
IntRo zeigt, wie der Einsatz eines Industrieroboters bereits bei kleinen Stückzahlen rentabel sein kann. Hierbei erfolgt die Roboterprogrammierung intuitiv und ist ohne fundierte Kenntnisse in der Programmierung durchführbar, so dass Programmierarbeiten von den Mitarbeitern aus den entsprechenden Abteilungen selbstständig durchgeführt werden können. Selbst komplexe Abläufe wie zum Beispiel FaserspritzprozesseFaserspritzprozesse Simultanes Verspritzen von geschnittenen Kurzfasern und Infiltrationsmaterial mit Hilfe von Pressluft auf ein Formwerkzeug. von faserverstärkten Keramiken können vereinfacht realisiert und automatisiert werden.
Faserspritzprozesse sind im Bereich der faserverstärkten Kunststoffefaserverstärkte Kunststoffe Verbundwerkstoff aus Verstärkungsfasern (Glas, Kohlenstoff, etc.) in einer polymeren Bettungsmasse (Matrix). (CFK, GFK) gängige und kostengünstige Herstellungsverfahren für Bauteile mit komplexen Geometrien bei moderaten mechanischen Anforderungen. Diese Technologie soll durch IntRo auf die Werkstoffklasse der faserverstärkten Keramiken – Keramische Fasern in einer keramischen Bettungsmasse (Matrix) – übertragen werden.
Faserverstärkte Keramiken ergänzen die Vorteile von konventionellen keramischen Werkstoffen bspw. HochtemperaturbeständigkeitHochtemperaturbeständigkeit Hier: Temperaturbeständigkeit bis 1200 °C., KorrosionsbeständigkeitKorrosionsbeständigkeit Beständigkeit gegen Zersetzung durch chemische Reaktionen. und hohe SteifigkeitSteifigkeit Widerstand eines Körpers gegen elastische Verformung durch äußere Krafteinwirkung., um ein im Gegensatz zu traditionellen Keramiken schadenstoleranten Bruchverhalten. IntRo zeigt wie eine Verarbeitung dieses Werkstoffs in der Praxis erfolgen könnte.
Eine Übertragung dieses Programmieransatzes auf andere Gebiete und Branchen ist bei entsprechender Modifikation der Anlage möglich.
Herausforderung? Lösung! Wie kann ich IntRo in der Praxis einsetzen?
Industrieroboter können Arbeitsabläufe mit höchster Präzision wiederholen und sind daher ideale Helfer in der modernen Produktion. Deren Programmierung kann auf verschiedene Weisen erfolgen, ist jedoch zumeist sehr zeitaufwändig bzw. benötigt Fachkenntnisse der Roboterprogrammierung. Um einen bestimmten Arbeitsablauf einzuüben, ist das direkte Führen des Roboters mit der Hand die intuitivste, schnellste und flexibelste Lösung. IntRo zeigt eine kostengünstige Möglichkeit auf, wie die Handführung zur Programmierung genutzt werden kann. Bauteile aus faserverstärkten Keramiken sind meist keine Massenprodukte, daher ist es wichtig, kleine Stückzahlen rentabel und flexibel produzieren zu können.
Eine schnelle Roboterprogrammierung, wie sie bei IntRo realisiert ist, kann genau das leisten. Durch die roboter-gestützte Automatisierung der Fertigung individueller Keramikbauteile können erstmalig KurzfaserbauteileKurzfaserbauteile Verbundwerkstoff, der aus Kurzfasern und einer Bettungsmasse (Matrix) aufgebaut ist. reproduzierbar gefertigt und gleichzeitig die Fertigungskosten des Kurzfaserspritzprozesses reduziert werden.
Weitere Antworten
Die entwickelte Technologie zur intuitiven Roboterprogrammierung ermöglicht den rentablen Einsatz von Robotersystemen bereits bei kleinen Stückzahlen. Durch den Ansatz können Kosten für zusätzliche Experten aus der Robotik eingespart und das bereits vorhandene Wissen aus der Fertigung für die Programmierung genutzt werden. Durch die einfache Programmierung kann schnell und flexibel auf Kundenwünsche reagiert werden.
Da IntRo einen standardisierten Industrieroboter verwendet, ist es sogar möglich auf gebrauchte oder bereits vorhandene Geräte zurückzugreifen.
Für die Umsetzung des FaserspritzprozessesFaserspritzprozesse Simultanes Verspritzen von geschnittenen Kurzfasern und Infiltrationsmaterial mit Hilfe von Pressluft auf ein Formwerkzeug. von Verbundkeramiken sind einige verfahrensspezifische Voraussetzungen zu erfüllen. Für die Umsetzung im eigenen Unternehmen empfiehlt es sich, entsprechende Branchenexperten hinzuzuziehen.
IntRo ermöglicht, dass intuitive Bewegungsabläufe von Facharbeitern aus den jeweiligen Bereichen (zum Beispiel aus der Fertigung) für die Roboterprogrammierung genutzt werden. Bewegungsprofile des Roboters werden durch Handführung programmiert, anschließend in einem grafischen Programmiersystem editiert und können letztlich beliebig oft ausgeführt werden. Diese sogenannte editierbare Playback-RoboterprogrammierungPlayback-Roboterprogrammierung Ein Programmieransatz, welcher aus zwei Phasen besteht. In der Programmierphase kann der Roboter mit der Hand geführt werden. Das Robotersystem zeichnet die vorgeführte Bewegung auf und speichert sie. Während der Wiedergabephase wird die gespeicherte Bewegung dann vom Robotersystem exakt reproduziert. ermöglicht die Programmierung des Roboters durch eine Fachkraft des jeweils vorliegenden Prozesses ohne Hinzuziehen eines Roboterprogrammierers. Die Eingabe von zusätzlichen spezifischen Prozessparametern, wie sie für einen KurzfaserspritzprozessKurzfaserspritzprozess Simultanes Verspritzen von geschnittenen Kurzfasern und Infiltrationsmaterial mit Hilfe von Pressluft auf ein Formwerkzeug. erforderlich sind, erfolgt über eine intuitiv gestaltete Benutzeroberfläche per Touchscreen.
IntRo vereint den vom Lehrstuhl für Angewandte Informatik III entworfenen, editierbaren Playback-Programmieransatz mit dem vom Lehrstuhl Keramische Werkstoffe (beide Universität Bayreuth) entwickelten, derzeit manuell ablaufenden keramischen Kurzfaserspritzprozess. Beim Kurzfaserspritzprozess werden keramische Endlosfaserbündel unmittelbar vor dem Verspritzen in einer Schneideinheit geschnitten, von einem keramischen SchlickerstrahlSchlickerstrahl Suspension aus keramischen Pulvern, Dispergiermedium (hier Wasser) und weiteren organischen Additiven. mitgerissen und schichtweise auf der geforderten Form aufgetragen. Die applizierten Kurzfaserbündel orientieren sich im Verbund weitestgehend regellos, sodass sich in der Fläche ein richtungsunabhängiges Eigenschaftsprofil einstellt. Neben der Verarbeitung von faserverstärkten Keramiken sind auch eine Anwendungen im Bereich der Faserverbundkunststoffe (CFK, GFK etc.) oder, unter der Voraussetzung geeigneter Werkzeuge am Roboter, auch Lackierprozesse und Pick-and-Place Aufgaben denkbar.
IntRo zeigt, wie Robotertechnologie auch kleinen und mittelständischen Unternehmen nutzen kann. Mangelndes Basiswissen im Bereich der Roboterprogrammierung sowie der hohe Investitionsaufwand erweisen sich derzeit als Barrieren für die Verwendung von Robotersystemen im Kleinserienbetrieb. IntRo versucht durch eine intuitive und flexible Programmierung dem entgegenzusteuern, die sich besonders für kleine Stückzahlen eignet und dazu führt, dass diese wirtschaftlich herstellbar sind. Durch die Ausnutzung des vollen Potenzials der Robotik erreichen die Unternehmen eine hohe Flexibilität in der Produktion und sind dadurch in der Lage, den steigenden Anforderungen bzgl. Qualität und Reproduzierbarkeit bei gleichzeitiger Reduktion der Herstellkosten nachzukommen.