Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

ROBOSENS

Was kann Robosens?

Das System Robosens untersucht und optimiert aufwandsvermindernde und flexibilitätssteigernde Maßnahmen in der industriellen Fertigung. Die Möglichkeiten dieser Technik können potentiellen Kooperationspartnern demonstriert werden.

Dazu gehören zum Beispiel:
- die roboterbasierte Koordination der Weit- und Nahbereichsinspektion,
- die Fusion von Informationen und Daten der unterschiedlichen Sensoren und Kameras,
- Nutzerinteraktion und Werkzeuge der Ergebnisvisualisierung,
- die Einführung lernfähiger Auswerteverfahren,
- sowie die flexible Vernetzung und Integration verschiedener Übersichts- und Inspektionssensoren.

 

Systemeigenschaften

- Multisensorielle Inline-Qualitätsüberwachung großer komplexer Fertigungsteile,
- vollständige Qualitätssicherung bei minimalem Prüfaufwand,
- große Flexibilität hinsichtlich häufig wechselnder Prüfaufgaben,
- Online-Fähigkeit durch Minimierung der Prüfdauer.

 

Einsatzbereiche:

 

Roboter mit bildgebenden Sensoren in der Fertigungsindustrie


Zwei wichtige Trends, die den Einsatz von Robotern mit bildgebenden Sensoren sehr begünstigen, lassen sich gegenwärtig in der industriellen Fertigung beobachten.

Zum einen werden Produktionsserien immer mehr durch häufigen Typenwechsel, kürzere Laufzeiten und kleinere Stückzahlen gekennzeichnet, so dass klassische
Automatisierungskonzepte mit einer Vielzahl von starr programmierten (sensorlosen) Industrierobotern oft zu aufwändig sind. Zum anderen lässt sich eine günstige Preisentwicklung bei hochwertigen intelligenten, besonders bildgebenden, Sensoren feststellen. Dadurch lassen sich völlig neuartige, flexible Robotersensoranwendungen im Fertigungsumfeld zu vertretbaren Kosten Irealisieren.

Als Konsequenz dieser Entwicklungen werden in zunehmendem Maße Roboter mit Multisensorik für anspruchsvolle Fertigungs- und Montageaufgaben eingesetzt.

Ein besonders attraktives Einsatzgebiet ist die Inline-Qualitätsüberwachung komplexer großflächiger Fertigungsteile wie z. B. Karosserieteile von Straßenund Schienenfahrzeugen oder Rumpfschalen von Flugzeugen.
 

 

Robosens zur Inline-Qualitätsüberwachung


Ein neuartiges dreistufiges Konzept der multisensoriellen Inline-Qualitätsüberwachung wurde entwickelt. Dabei werden für die Inspektion verschiedene prüfspezifische Übersichts- und Inspektionssensoren verwendet, die den Prüfablauf flexibler und problemspezifischer gestalten können.
  • Stufe 1: Lokalisierung des unfixierten Prüfobjektes
  • Stufe 2: Planung des optimalen roboterbasierten Prüfablaufes
  • Stufe 3: Visionbasierte Inspektion des Prüfobjektes

Zur Untersuchung dieses innovativenKonzepts wurde das System Robosensrealisiert. Robosens besteht aus:

  • einem Industrieroboter mit verschiedenen Sensorschnittstellen,
  • einem »Sensormagazin« mit verschiedenen prüfspezifischen Wechselsensoren sowie
  • einem flexiblen Werkstück-Transportsystem (Abbildung 1, rechter Teil).



Bei einer Flugzeugrumpfschale kann zum Beispiel geprüft werden, ob Bauelemente fehlen, oder ob bestimmteBohrungen maßhaltig sind. Eine hohe Genauigkeit der Roboterbewegung bezüglich des Werkstückes und Sicherheit bezüglich möglicher Kollisionen mit unerwarteten Hindernissen wird durch die Einführung eines sensorbasierten Abstandsregelungskonzeptes (Visual-Servoing-Prinzip) erzielt.

 

 

Alternative Anwendungsbereiche


Untersuchungen und Vorentwicklungen für weitere (komplexe) Anwendungen können mit geringerem Aufwand mit dem System realisiert werden.

Dazu gehören zum Bespiel:

  • die Oberflächeninspektion der Hautseite und die Strukturprüfung der Innenseite einer Autotür mit einer Prüfstation,
  • sowie eine Raupenauftragskontrolle im Bereich eines Autofensters.