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Der Konstrukteur 09/2022

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Der Konstrukteur 09/2022

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK POSITION UND PROZESS IM BLICK Roboter, die sehen können, sind ihren tastenden Kollegen einen Schritt voraus. Denn noch bevor ein geometrischer Prototyp verfügbar ist, kann über Bildverarbeitungssysteme eine präzise dreidimensionale Lageerkennung von Montageteilen eingerichtet und an eine Robotersteuerung angebunden werden. Dies spart Zeit und gewährt Flexibilität. PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Das Bildverarbeitungssystem VMT 3D kann zur berührungslosen Lageerkennung ganzer Fahrzeugkarossen, aber auch von Blechteilen aus dem Presswerk, von Front-, Heck- und Bodenbaugruppen sowie von Anbauteilen wie Türen oder Seitenwänden eingesetzt werden. Im Betrieb stellt die Lösung Robotern, die Karossen bearbeiten, beispielsweise Komponenten durch Schweißen, Kleben oder Nieten miteinander verbinden oder sie für Montageprozesse greifen und positionieren, Korrekturvektoren für die Bahnsteuerung zur Verfügung. Diese passen die Applikationsbahnen des Roboters an die von mehreren Kameras gemessenen Positionstoleranzen an und gewährleisten so eine optimale Anlagenverfügbarkeit. Dass sich das Bildverarbeitungssystem einrichten lässt, bevor überhaupt die ersten geometrischen Karossen-Prototypen zur Verfügung stehen, ist nur eine seiner Stärken. WERTVOLLE TAKTZEIT SPAREN DURCH BILDVERARBEITUNG In der Automobilproduktion werden im Fahrzeug-Rohbau Blechteile, Baugruppen und Anbauteile schrittweise zu Karosserien Matthias Fiedler, Produktmanager bei der VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH in Mannheim zusammengefügt. Diese werden über Förderbänder zu den einzelnen Stationen der Fertigungslinie befördert und dort für die jeweiligen Produktionsschritte bereitgestellt. Unvermeidbare Toleranzen der Fördertechnik führen dazu, dass sich Karossen in einer Station in leicht unterschiedlichen Positionen befinden können. Robotergestützte Arbeitsschritte erfordern jedoch eine präzise und wiederholgenaue, dreidimensionale Referenzlage – die bislang (noch) mechanisch gewährleistet wird. Hierbei wird die Karosse durch Absteckbolzen, die in definierte Aufnahmeaussparungen in den Fahrzeugkörper einfahren, zentriert und durch leichtes Anheben prozessgerecht positioniert. Dieses Verfahren hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, unter anderem eine nicht dokumentierbare und im Zeitverlauf driftende Genauigkeit, eine hohe Inflexibilität bei neuen Karossenderivaten, neuen Fahrzeugtypen oder Änderungen der Aufnahmeaussparungen, Kosten für immer wiederkehrende Anpassungen sowie Wartungsaufwand durch Verschleiß an den Bolzen und der Aufnahmemechanik. Der entscheidendste Nachteil aber ist, dass das mechanische Aufnehmen, Anheben und Absenken der Karosse zu Lasten wertvoller Taktzeit gehen. Kamerabasierte Bildverarbeitungslösungen wie VMT 3D vermeiden diese Nachteile und treiben daher seit einiger Zeit den Paradigmenwechsel bei der Positionierung von Karossen voran. Die Lösung des Systemanbieters VMT aus Mannheim kann bereits bei der Planung der Roboterzelle eingerichtet werden – ohne Warten auf Produktionsmuster oder Prototypen. VMT 3D kann flexibel und kostengünstig um neue Geometrien ergänzt werden, ist selbstüberwachend und dokumentationsfähig. Im 32 DER KONSTRUKTEUR 2022/09 www.derkonstrukteur.de

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Betrieb ist das 3D-Lageerkennungssystem jederzeit erweiterbar, beispielsweise durch Hinzufügen einer Kamera oder Einlernen neuer Antastmerkmale. Zudem gewährleisten gängige Feldbusstandards eine einfache IT-Integration in die Steuerungen aller großen Roboterhersteller. VIRTUELLE OFFLINE-AUSLEGUNG VOR INBETRIEBNAHME Zur Philosophie von VMT als Systemanbieter gehört es, nicht allein Hard- und Software zu liefern, sondern die Lösung durchgängig mit dem Kunden oder Anwender gemeinsam umzusetzen. Dies zeigt sich bei VMT 3D darin, dass die 3D-Lageerkennung lange vor der Verfügbarkeit eines ersten Prototypen eingerichtet werden kann – also die spezifischen Rahmenbedingungen dieses Kundensegmentes berücksichtigt. Sowohl bei der Anlagenplanung als auch beim Neubau einer Roboterzelle oder beim Retrofit kann so die Zeit für das Warten auf die reale Karosse sinnvoll genutzt werden – zumal, wenn wie üblich die CAD-Daten der Roboterzelle und der Fahrzeugkarosse(n) bereits vorliegen und genutzt werden können. Als besonderes Zusatzmerkmal bietet VMT 3D die Option, aus den Daten voraussichtliche Kamerabilder zu erzeugen und zu rendern, um die Merkmalserkennung vorab in der Software umzusetzen – und sie später anhand realer Bilder, wenn überhaupt, nur noch marginal anzupassen. So ist es lange vor der Verfügbarkeit eines Prototyps oder eines ersten Produktionsmodells möglich, anhand der virtuell verfügbaren Fahrzeuggeometrie, des Zellenlayouts und der Arbeitsumgebung die optimalen Positionen und Ausrichtungen der Kameras zu bestimmen oder die am besten erkennbaren, geometrischen Antastmerkmale zu identifizieren und einzulernen. Der Sichtbereich der 3D-Lageerkennung muss also nicht mehr iterativ vor WELTWEIT IM EINSATZ VMT 3D ist eine Bildverarbeitungslösung zur 3D-Lageerkennung, die sich zugleich durch den Einsatz bei bedeutenden Automobilherstellern sowie durch die Berücksichtigung neuer Technologieansätze kontinuierlich weiterentwickelt. Die Anwender können das Kamerasystem auf eine Vielzahl von Karossenderivaten, Fahrzeugtypen und Antastmerkmalen adaptieren und es bei Bedarf auf einfache Weise um weitere Kameras ergänzen. Die schnelle und präzise Messung von Positionen in allen sechs Freiheitsgraden ermöglicht es, Roboter ohne Verlust von Taktzeit positions- und applikationsgenau nachzuführen und so qualitativ einwandfreie Bearbeitungs- oder Handhabungsprozesse zu gewährleisten. www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2022/09 33

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