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Roboter programmiert sich selbst

10. Juli 2020, 12:00 Uhr   |  Inka Krischke

Roboter programmiert sich selbst
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Roboter-Schweißverfahren waren im Stahlbau bis dato unrentabel. Dies ändert sich mit einer Lösung, bei der sich der Roboter selbst programmiert und anschließend jedes Bauteil sofort schweißt.

Das Bauen mit industriell vorgefertigten Systemelementen aus Stahl und Beton ist ein Geschäftsfeld von Goldbeck, einem Unternehmen mit über 7500 Mitarbeitern und 70 internationalen Standorten, das vor allem im Hallen- und Parkhausbau aktiv ist. Das tragende Gerüst bilden unterschiedlich ausgeprägte und dimensionierte Stahlträger mit all ihren Anschlüssen von der Kopfplatte bis zu Steglaschen. Jedes dieser Bauteile kann beliebig viele Besonderheiten aufweisen – eine herkömmlich automatisierte Schweißstraße war daher für Goldbeck nicht sinnvoll. Denn jedes Bauteil-Unikat benötigt eine individuelle Programmierung: Parameter wie Material, exakte Abmessungen, zu schweißende Elemente und Schweißnahtlage sowie Ausführung müssen offline (mittels CAD-Datensätzen) programmiert werden. Ergo könnte ein Schweißroboter erst ab einer gewissen Mindest-Losgröße auf Dauer seine wirtschaftlichen Vorteile ausspielen.

Losgröße 1 rentabel automatisch ­schweißen

Der IRPS-Laser (sichtbar am roten Strich) scannt das reale Bauteil mit seiner Lage und erzeugt daraus eine Punktewolke, die in ein 3D-Modell umgerechnet wird.
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Der IRPS-Laser (sichtbar am roten Strich) scannt das reale Bauteil mit seiner Lage und erzeugt daraus eine Punktewolke, die in ein 3D-Modell umgerechnet wird.

Um eine Lösung für das Schweißen bei Losgröße 1 zu finden, hatte Goldbeck verschiedene Forschungsprojekte gestartet. Doch die Ergebnisse waren durchweg eher ernüchternd. Im Jahr 2018 hörte das Unternehmen dann erstmals vom ‚Instant Robot Programming System‘ (IRPS) von Instantpro aus den Niederlanden. Diese Firma stellte die – aus damaliger Sicht gewagte – Behauptung auf, IRPS könne sogar Einzelstücke rentabel vollautomatisch schweißen.

»Der Kontakt zu Exner Ingenieurstechnik als Projektpartner und Instantpro als Hersteller von IRPS kam über Kuka Industries zustande, von denen wir bereits Anlagen in anderen Bereichen einsetzen«, erklärt Christian Schneider, Projektleiter Fertigung Stahlbau bei Goldbeck. »Als wir darüber informiert wurden, dass IRPS in der Lage sein solle, Werkstücke selbst zu erkennen und daraus Schweißprogramme zu erzeugen, klang das sehr futuristisch, allein wegen der vielfältigen Varianten, die das System berücksichtigen sollte. Also nahmen wir Kontakt auf und sahen uns eine Testanlage bei Exner in Holland an.«
Das patentierte System kann verschiedene Produktfamilien im Stahlbau mit beliebigen Maßen und in beliebiger Zusammenstellung automatisch schweißen. Systembekannte Bauteile müssen nicht mehr kontrolliert werden, und jedes neue Material oder Profil wird nur ein einziges Mal im System abgelegt, zusammen mit den optimalen Schweißparametern. Danach geht alles automatisch. 

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2. Wie funktioniert das im Detail?

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