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Präzisions-Lasermesssysteme Verbesserte maschinelle Wahrnehmung durch 6D-Kalibriersystem

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Leoni verstärkt seine Aktivitäten im Bereich Industrie 4.0 mit dem Kalibriersystem advintec 6D Laservermessung. Es vermisst inline, also direkt im Produktionsprozess, Greifer, Bauteillage und Vorrichtungen in Roboter-gestützten Anwendungen und erweitert damit die Möglichkeiten der maschinellen Wahrnehmung. Diese ist vor allem im Automobil-, Maschinen- und Anlagenbau, in der Luftfahrt und in der metallverarbeitenden Industrie gefragt.

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(Leoni)

Die Herausforderungen während der Bauteilentnahme liegen in der Sicherstellung des korrekten Greifens von Karosseriebauteilen aus Behältern und Magazinen, beispielsweise Motorhauben, Seitenteilen, Dächern etc. Gelöst wird dies durch eine 6D-Vermessung der Bauteillage, das heißt sowohl Translationen als auch Rotationen werden beim Messvorgang berücksichtigt. Dabei kommen im Greifer integrierte Präzisions-Laser- oder Ultraschall-Sensoren zum Einsatz. Die Greifposition wird automatisiert korrigiert. Kompakt, leicht, robust und direkt im Greifer integriert, kann das System zur Bauteilentnahme problemlos installiert und ohne aufwändige Umbauten an der Fertigungsanlage nachgerüstet werden.

Präzise Kalibrierung von Greifern oder gegriffener Bauteile

Im Fall der Greifervermessung wird das System zur präzisen Kalibrierung von Greifern oder gegriffener Bauteile im Bereich des Präzisionshandlings eingesetzt. Die ist häufig in Powertrain-Anwendungen erforderlich, wo Motorenteile oder Getriebeteile vermessen werden müssen. Veränderungen im Greifer oder in der Bauteilposition werden frühzeitig erkannt und inline korrigiert. Dadurch werden Kollisionen vermieden und die Positioniergenauigkeit optimiert.

Roboterbahn entsprechend der Bauteilposition korrigiert

Die Herausforderungen in der Bauteil-Lageerkennung liegen in der Sicherstellung der korrekten Bearbeitungsposition von Bauteilen für Präzisionsanwendungen, wie etwa Handling, Schweißen, Kleben oder Fräsen. Die Roboterbahn wird automatisch entsprechend der Bauteilposition korrigiert, wodurch stets an der korrekten Position gearbeitet wird.

6D-Laservermessung mit drei Merkmalen auf dem Bauteil

Zu Beginn werden Startpunkt und Suchrichtung per Teach-in im Roboterprogramm für das jeweilige Bauteil definiert. Die Merkmale für die Suche, beispielsweise Lochmitte, Kante oder Kurve werden bestimmt, wobei für eine 6D-Vermessung mindestens drei Merkmale auf dem Bauteil lokalisiert werden müssen. Zur Vermessung führt der Roboterarm den Laserstrahl über die zu erkennenden Merkmale. Das Höhenprofil des Merkmals wird vom Controller gespeichert und dessen Position berechnet. Aus den lokalisierten Merkmalen wird dann eine 6D-Korrektur berechnet und zur Robotersteuerung übertragen.

Typische Messzeit startet bei 3 Sekunden

Dabei arbeitet das System mit einer Lasersensorik, die innerhalb weniger Sekunden ohne Hilfsmittel oder Referenzstifte und auch bei rauen Produktionsumgebungen zuverlässige Ergebnisse liefert – inline und vollautomatisch. Ein Nach-Teachen ist unnötig. Je nach Applikation sind verschiedene Lasersensoren einsetzbar. Abhängig von der Konfiguration startet die typische Messzeit bei 3 Sekunden.

Korrektur der Bearbeitungsposition im laufenden Prozess

Die advintec 6D Laservermessung kommt ohne Hilfsmittel oder Referenzbauteile aus. Positionsbedingte Störungen oder gar Kollisionen lassen sich laut Leoni vermeiden, genauso wie manuelle Programmkorrekturen, denn die Korrektur der Bearbeitungsposition findet unmittelbar und automatisch im laufenden Produktionsprozess statt.

Hinzu kommt, dass sowohl die Integration, als auch die Handhabung des Systems einfach gelingen. Die Inbetriebnahme erfolgt über das mitgelieferte Roboterprogramm. Darüber hinaus weist das System eine hohe Fremdlicht-Unempfindlichkeit auf. Sowohl Skalierbarkeit als auch Standardisierbarkeit sind gegeben.

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