ECHTZEIT – Entwicklung eines hochpräzisen Robotersystems zur automatisierten optischen Vermessung von Fertigungsteilen

Ein optisches Qualitätssicherungssystem wird in ein hochpräzises Robotersystem integriert um Ablagedefekte in Bauteilen, die im Automated-Fiber-Placement-Verfahren (AFP-Verfahren) hergestellt wurden, automatisiert zu erkennen und zu lokalisieren.

Projektpartner
Walter Seikowsky GmbH

Laufzeit
01.05.2020 – 30.04.2022

Fördergeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Motivation
Die Qualitätssicherung von Bauteilen, die im AFP-Verfahren gefertigten werden, stellt aktuell einen erheblichen Zeitaufwand in der Produktion dar. Die Inspektion der Bauteilqualität erfolgt manuell nach jedem Ablagevorgang durch Produktionsmitarbeitende und ist somit sehr kostenintensiv und anfällig für menschliche Fehler. Eine automatisierte Inspektion der Bauteiloberfläche im Rahmen des Online Process Monitoring von AFP-Prozessen ermöglicht eine zuverlässige, hochgenaue sowie kostengünstige Qualitätskontrolle in der Fertigung.

Beispiel eines Sensorsystems für den AFP-Prozess von InFactory Solutions

Vorgehen
Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines hochpräzisen Robotersystems mit dessen Hilfe die Fertigungsteile optisch vermessen und auf Defekte untersucht werden können. Dazu wird ein Lasersensor als optisches Inspektionssystem am Endeffektor eines 6-Achs-Roboters installiert. In Zusammenarbeit mit dem Projektpartner wird eine hochpräzise Robotersteuerung entwickelt, die es ermöglicht ein hochgenaues, automatisiertes und schnelles Qualitätssicherungssystem bereitzustellen. Dieses zeichnet sich neben einer präzisen Positionierung des Sensors über dem Bauteil sowie einer hohen Bahntreue durch eine Machine-Vision-Softwareumgebung aus. Die Software ist in der Lage, ausgehend von den Oberflächendaten der Lasermessung, in Echtzeit Defekte im Laminat zu erkennen und zu charakterisieren. Hierzu erfolgt eine automatisierte Synchronisierung der Messprofile mit den Roboter-Positionsdaten um eine hochgenaue Lokalisierung der Defekte zu ermöglichen.

Danksagung
Der Lehrstuhl bedankt sich für die Förderung des Projektes „ECHTZEIT“, die vom Bundeministerium für Wirtschaft und Energie unter der Schiene „ZIM: Produktionsforschung“ gewährt wurde.

Ansprechpartner
Fabian Diemar, M.Sc.; Dr.-Ing. Swen Zaremba