Autonomer Roboter zum Schleifen und Polieren

EKB stößt in den Bereich der komplexeren industriellen Automatisierung vor, wo verschiedene Systeme miteinander verbunden und integriert werden, um eine Gesamtlösung für ein kundenspezifisches Problem zu schaffen. So wurde beispielsweise kürzlich ein automatischer Schleif- und Polierroboter in Betrieb genommen. Ein autonomes System, das sich entlang einer 7 Meter langen linearen Achse bewegt und selbstständig eine Oberflächenbehandlung auf der Grundlage von CAD-Daten oder eines Bildverarbeitungssystems durchführt.

Die Stärke von EKB liegt in der kompletten Integration von Produktionsautomatisierungssystemen, vom einzelnen Sensor bis hin zu übergreifenden Steuerungsebenen in Produktion (MES) oder Verwaltung (ERP). Da es sich praktisch immer um eine kundenspezifische Lösung handelt, sitzen die EKB-Ingenieure gerne so früh wie möglich mit am Tisch. Das bietet die Chance, von Anfang an die richtige Lösung zu wählen. Das Ergebnis ist ein System, das sich nahtlos in die Geschäftsprozesse einfügt und dabei ein Höchstmaß an Effizienz und Sicherheit berücksichtigt.

Roboter zum Schleifen und Polieren

Ein ansprechendes Beispiel für ein Projekt, bei dem alles zusammenpasst, ist die Entwicklung eines autonomen Schleif- und Polierroboters. Diese Kombination aus Robotik, Bewegung und Bildverarbeitung wird für die Bearbeitung von Stahl- oder Kunststoffoberflächen eingesetzt. Die Gesamtlösung besteht aus dem Roboter selbst, den Linearachsen, den Sensoren, dem Bildverarbeitungssystem, den Druck- und Positionskontrollsystemen und dem Schleif- oder Polierkopf. Für diesen speziellen Kunden bestand eine zusätzliche Herausforderung darin, dass die Lösung für große Werkstücke geeignet sein musste, wobei sich der Roboter entlang einer 7 Meter langen linearen Achse bewegen sollte.

Die Bewegungen des Roboters und insbesondere des Roboterarms mit Schleif- oder Polierwerkzeug finden in der 2D- oder 3D-Ebene statt. Sie werden durch CAD-Daten (eine Zeichnung des Produkts) oder ein Bildverarbeitungssystem bestimmt. Im ersten Fall werden die geometrischen Daten der Zeichnung eingelesen und der Roboter wird auf dieser Basis gesteuert. Bei der Verwendung eines Visionssystems wird die Oberfläche zunächst mit einer intelligenten Kamera "gescannt", und diese Messdaten werden dann in die richtigen Bewegungen des Roboters umgesetzt. Das Visionssystem fungiert auch als Überwachungssystem, um die Qualität des Schleif- oder Polierprozesses kontinuierlich zu überprüfen. Diese Qualität wird auch durch den Einsatz von Kraftsensoren oder einem einstellbaren End-of-Arm-Aktor gewährleistet. Damit der Roboter die richtigen Bewegungen ausführen kann, hat EKB umfangreiche Simulationen durchgeführt. 

Vorteile

Das Bildverarbeitungssystem ermöglicht auch die Bearbeitung der Oberfläche von "unbekannten" Produkten, für die keine CAD-Datei existiert. Damit ist die Roboteranlage auch für die Einzelteilbearbeitung geeignet. Bei Bedarf kann er auch flexibel um eine oder mehrere Linearachsen erweitert werden, wenn es das Werkstück oder die Betriebsbedingungen (Wachstum) erfordern.

Diese Automatisierung ermöglicht es dem Endanwender, die relativ mühsamen und personalintensiven Schleif- und Polierprozesse an einen Roboter auszulagern. In einer Zeit, in der es schwierig ist, Personal zu finden, bedeutet dies eine Verringerung der Arbeitsbelastung. Aber auch ergonomische Arbeitsbedingungen, da die Mitarbeiter nicht mehr über lange Zeiträume hinweg die gleichen Bewegungen ausführen müssen, was zu Überlastungen und anderen Verletzungen führen kann. Außerdem ist es sicherer, wenn schnell drehende Schleif- oder Polierköpfe in die Hände eines Roboters gelegt werden, der auch keinen Schleifstaub einatmen kann. Auch für die Qualität des Endprodukts ergeben sich Vorteile: Beim manuellen Schleifen kann es aufgrund von Unterschieden in Druck, Geschwindigkeit und Bewegungsabläufen zu Abweichungen im Ergebnis kommen. EKB programmiert den Roboter so, dass er jede Oberfläche mit genau der richtigen Kraft und Geschwindigkeit bearbeitet, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Außerdem arbeiten die Roboter schneller, was die Produktivität und den Durchsatz erhöht. Schließlich hat der Endanwender auch die Möglichkeit, diese Lösung nachts zu betreiben. 

Wenn Sie Möglichkeiten für diese Anwendung in Ihrem Unternehmen sehen, wenden Sie sich bitte an EKB. Das Team von Bildverarbeitungs- und Robotikexperten kann Ihnen zweifellos weiterhelfen.