TH Köln und Joke Technology kooperieren bei Forschungsprojekt

Das Projekt wird unter der Leitung von Prof. Dr. Nicolas Pyschny vom Institut für Allgemeinen Maschinenbau und der Fakultät für Informatik und Ingenieurwissenschaften der TH Köln durchgeführt.

Joke Technology bringt seine Expertise in der Oberflächenbearbeitung und Automatisierung ein. Darüber hinaus ist das Unternehmen für die Weiterentwicklung der Roboterzelle und die Integration der Software verantwortlich.

Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz fördert das Vorhaben über die geplante Laufzeit von zweieinhalb Jahren mit rund 400.000 Euro.

„Die manuelle Feinbearbeitung ist in vielen Industriezweigen relevant, sowohl bei der Neuanfertigung als auch bei der Aufarbeitung oder Reparatur alter oder beschädigter Bauteile. Die korrekte Ausführung erfordert oft jahrelange Erfahrung. Neben der körperlichen Belastung können auftretende Funken oder das Einatmen von Feinstaub die Gesundheit beeinträchtigen. Aus diesen Gründen gestaltet sich die Nachwuchsgewinnung schwierig“, befindet Pyschny.

Vor diesem Hintergrund sieht die TH Köln in der roboterbasierten Feinbearbeitung eine Möglichkeit, um Bauteile in kürzerer Zeit bei gleichbleibend hoher Qualität und ohne gesundheitliche Risiken für die Werkarbeiter zu veredeln oder aufzubereiten.

In der industriellen Fertigung besteht insbesondere Bedarf an Automatisierungslösungen, die auch Bauteile in geringer Stückzahl schnell und in hoher Qualität bearbeiten können, wie Jürgen Meyer, Device Development Manager von Joke Technology, erläutert: „Wir planen schon seit längerem den Einsatz einer Roboterzelle. Bei der Hardwareentwicklung konnten wir bereits Fortschritte erzielen. Die Steuerung des Roboters ist jedoch sehr aufwändig, da es für unsere speziellen Prozesse zu wenig passende Software auf dem Markt gibt.“

Hier setzt Ipro an. Im Zuge des Forschungsprojekts soll eine grafische Programmierumgebung mit intuitiver Bedienoberfläche entwickelt werden, um die Nachbearbeitungsschritte zu vereinfachen. Dazu werden die Handbewegungen der Arbeiter beim Polieren per optischer Sensorik aufgenommen. Des Weiteren werden relevante Daten wie die Kräfte beim Andrücken der Werkzeuge und Umdrehungszahlen über Sensoren erfasst.

„Anhand dieser Daten programmieren wir an unserem Versuchsstand die Arbeitsweise des Roboters. In Abstimmung mit den Fachkräften können wir auch festlegen, wann ein Teil der Oberfläche ausreichend behandelt ist und der nächste Bearbeitungsschritt beginnen soll“, so Pyschny.

Sind alle Prozessschritte erfasst, werden sie über eine Software-Schnittstelle in einen Programmiercode übersetzt, der die Bewegungen des Roboters automatisch berechnet und ausführt. Die Daten werden in so genannten Templates, also Vorlagen für den jeweiligen Veredelungsprozess, zusammengefasst.

Auf der grafischen Oberfläche müssen die Templates laut Pyschny dann nur noch in der richtigen Reihenfolge an die Anforderungen des jeweiligen Bauteils angepasst werden. Diese Vorgehensweise soll es den Nutzern wesentlich erleichtern, das Steuerungsprogramm für den Roboter zu erstellen. Ein mögliches Folgeprojekt sieht der Projektleiter im Aufbau einer Wissensdatenbank. Darin könnte das Know-how der Fachkräfte gespeichert werden. Mit diesen Informationen könnte auch eine KI trainiert werden, die Bearbeitungsprozesse selbstständig plant und steuert.

Quelle: Technische Hochschule Köln