Intelligente Korrektur eines Schweißroboters

Die Robotertechnik findet für viele Aufgaben in der Industrie selbstverständlichen Einsatz. Für diese Aufgaben werden die Roboter geteacht. Dafür müssen die zu bearbeitenden Bauteile sowohl geringe Toleranzen, als auch eine hohe Positioniergenauigkeit vorweisen. Bei kleineren Bauteilen, wie beispielsweise in der Automobilindustrie, kann diese Genauigkeit durch Einspannvorrichtungen erreicht werden.In der Bauindustrie sollen Robotersysteme ebenfalls mehr Anwendung finden, um die Verarbeitung zu beschleunigen und die Herstellungskosten zu minimieren. Die üblichen Toleranzen liegen hier allerdings im Zentimeterbereich. Daher setzt der Roboter-Einsatz Selbstkorrektur-Strategien voraus, welche mit geeigneten Sensoren und parametrisierbaren Prüfprogrammen die Abweichungen identifizieren.Die Abweichungen gegenüber den CAD-Daten können mit den beschränkten Möglichkeiten von Systemen zur Selbstkorrektur nur vereinfacht abgebildet werden. Daher kommt es zu Schweißnähten, die keine Qualität hoher Güte aufweisen. Die Aufarbeitung von Ausschussteilen erfordert manuelle und kostenintensive Reparaturarbeiten. Aus diesem Kontext ergibt sich ein Handlungsbedarf, bestehende Selbstkorrektur-Strategien zu optimieren.Die vorliegende Arbeit beschreibt das Konzept einer CAD-basierten Korrekturstrategie, welche eine höhere Genauigkeit bietet als die bisher eingesetzten Systeme. Mit einer am Roboter montierten optischen 3D-Sensorik kann die äußere Form des zu schweißenden Bauteils ermittelt, und anschließend auf die CAD-Daten projiziert werden. Eine selektive Form des CAD-Messdaten-Vergleichs minimiert den Einfluss von störenden Einspannvorrichtungen und erhöht die Genauigkeit der ermittelten Korrekturen. Gegenüber der merkmalbasierten Selbstkorrektur sinkt der Aufwand zum Parametrisieren des Prüfprogramms und Teachen des Roboters deutlich.Im Rahmen eines Projekts im Spitzencluster intelligente technische Systeme Ostwestfalen- Lippe konnte die Integration einer 3D-Sensorik am Schweißroboter evaluiert werden.