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Projekt
Flexible Dualroboteranlage für die zerstörungsfreie Materialprüfung
Fachliche Zuordnung
Produktionstechnik
Förderung
Förderung in 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445127768
Der hier gestellte Großgeräteantrag adressiert die automatisierte zerstörungsfreie Materialprüfung und beinhaltet ein mobiles Robotersystem, welches über Luftkissen flexibel im Raum positioniert werden kann. Mittels eines zweiten synchronisierten Roboters können Messungen an komplexen und großen Bauteilen auch in Transmission durchgeführt werden. Über ein Lasertrackingsystem ist die Position beider Roboter im Raum genau bekannt. Das System bietet eine Forschungsplattform, um die Einflüsse von Robotersystemen auf die zahlreichen Prüfverfahren und Methodenansätze und deren Prüfzuverlässigkeit zu untersuchen. Das System ist zu Anfangs für die Luftultraschallprüfung ausgelegt, wird aber im weiteren Verlauf auch auf konventionelle Ultraschallprüfung, aktive Thermografie, Wirbelstromprüfung und optische Shearografie sowie Vibrationsanalyse erweitert.Neben der Optimierung der Prüfhardware ist das Scansystem selbst ein wichtiger Faktor bei einer zerstörungsfreien Bauteilprüfung. Für den automatisierten Einsatz einer sich immer wiederholenden Bauteilprüfung kann die Roboterbahn des Scansystems direkt von Hand programmiert werden. In einem weiteren Schritt, ist eine weitere Optimierung durch die Bahnplanung direkt am Computer möglich. Die CAD-Daten des zu prüfenden Bauteils können direkt in eine Programmumgebung geladen werden und die Roboterbahn so im Voraus simuliert werden. Der letzte Schritt in der Optimierung des automatisierten Prüfablaufs, ist die selbstständige Erfassung der Bauteilgeometrie mithilfe eines am Roboterarm befestigten optischen Scanners (z.B. Streifenlichtprojektion). Mithilfe dieser Daten, kann vollautomatisch ein Scanmuster erstellt und auf die Bauteilgeometrie gelegt werden. Durch einen Werkzeugwechsel zu einem zerstörungsfreien Prüfwerkzeug ist so eine vollautomatische Bauteilprüfung möglich, ohne den Zwischenschritt des manuellen „teachens“ der Roboterbahnen. Hieraus ergeben sich für die geplanten Projekte die drei folgenden Einteilungen der verschiedenen Automatisierungsgrade: a) halbautomatisch (Roboter wird manuell eingelernt), b) vollautomatisch (aus CAD-Daten wird die Bahnplanung am Computer erstellt) und c) Intelligentes Robotersystem (Automatisierte Bahnplanung mittels visueller Inspektion). Die Forschungsfragen sind überdies in die folgende Prüfspezifischen Fragestellungen gegliedert: 1) Defektdetektion, 2) Materialcharakterisierung sowie 3) Zuverlässigkeit der Prüfaussage, die vorrangig Materialien wie Kunststoffe, Verbundwerkstoffe und Hybride Bauteile im Fokus hat. Das Gerät wird von vier Hauptnutzern der Universität Stuttgart, das Institut für Kunststofftechnik, das Institut für Flugzeugbau, die Materialprüfanstalt, sowie das Institut für Intelligente Sensorik und theoretische Elektrotechnik für kooperative Forschungszwecke eingesetzt, ferner sind weitere externe Partner für Forschungskooperationen vorgesehen.
DFG-Verfahren
Forschungsgroßgeräte
Großgeräte
Flexible Dualroboteranlage für die zerstörungsfreie Materialprüfung
Gerätegruppe
2980 Prüfkammern (Klima, Vakuum, Vibration) und Korrosionsprüfgeräte
Antragstellende Institution
Universität Stuttgart
