Intuitive sensorbasierte hybride Roboterprogrammierung für die robotergestützte Kunststoffverarbeitung bei Losgröße 1 - IntuRob

Herausforderung

Eine Branchenanalyse identifizierte im Jahr 2020 eine sich zuspitzende Fachkräfteproblematik in kunststoffverarbeitenden Betrieben. Als zentraler Schwachpunkt wird speziell die immer noch manufakturhafte Herstellung von Kunststofferzeugnissen in kleinen und mittleren Unternehmen genannt. Um gegenwärtigen und zukünftigen Anforderungen resolut begegnen zu können, müssen manufakturhafte Herstellungsprozesse sinnvoll durch automatisierte Lösungen ergänzt werden. Diese müssen kostengünstig, leicht integrierbar und durch minimal eingewiesene Mitarbeitende intuitiv bedienbar sein.

Eine bewährte Möglichkeit zur Beschleunigung von Produktionsprozessen sowie zur Verbesserung der Arbeitsbedingungen ist die Unterstützung durch Industrieroboter, die bereits in vielen Branchen mit Serienfertigung zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu großen Fertigungsstraßen der Automobilindustrie werden bei der Herstellung von speziellen Kunststofferzeugnissen vermehrt kleine Stückzahlen bis hin zu individuellen Einzelstücken gefertigt. Konventionelle Programmiermethoden und Einfahrprozesse von Industrierobotern sind zeitaufwändiger als der eigentliche Fertigungsprozess selbst und benötigen zudem sehr spezifisch qualifiziertes Fachpersonal. Sie sind bei kleinen Stückzahlen derzeit wirtschaftlich nicht rentabel. Daher sind neue, innovative Konzepte für die schnelle, intuitive Roboterbedienung und -programmierung – abgestimmt auf die Anforderungen aus der Kunststoffbranche – notwendig.

Projektziel

Das Ziel des Vorhabens besteht daher in der Entwicklung und funktionellen Umsetzung einer innovativen Programmier- und Bedienmethode von Industrierobotern speziell für den Einsatz im (teil)-automatisierten Herstellungsprozess von Kunststofferzeugnissen. Als Use-Case wurde das Verfahren des sogenannten »Extrusionsschweißens« ausgewählt, das bei der Herstellung großer thermoplastischer Fabrikate, wie beispielsweise Tanks und Rohrabschnitten, im industriellen Bereich zum Einsatz kommt. Die Bedienung des Roboters und das generelle Einrichten auf ein neues Produkt müssen durch einen minimal eingewiesenen Bediener, ohne explizites Vorwissen bzgl. Robotik, umsetzbar sein. Ein prototypischer Versuchsaufbau soll abschließend die Funktionsfähigkeit der Technologie anhand des ausgewählten Use-Cases nachweisen.

Im Projekt sind zwei Entwicklungsschwerpunkte vorgesehen:

  1. Entwicklung eines Konzeptes zur schnellen und intuitiven Programmierung von Robotertrajektorien für Kunststoff-Schweißvorgänge a priori unbekannter Bauteile
  2. Experimentelle Bestimmung optimaler Prozessparameter für den beschriebenen Use-Case in Hinblick auf die automatisierte Kunststoffbearbeitung mit handelsüblichen Industrierobotern

Eckdaten zum Projekt

Laufzeit
Juli 2024 bis Juli 2026

Fördermittelgeber
EFRE/SAB

Fördermittelkennzeichen
100692783

Projektpartner

  • Kunststofftechnik Weißbach GmbH
  • autodeltass GmbH
  • MUNSCH Kunststoff-Schweißtechnik GmbH (assoziierter Partner)