ROBBE-Do – Autonome robotergestützte 3D-Bearbeitung

Bauteile auf Basis ihrer 3D-Geometrie automatisch bearbeiten, mit kollisionsfreier Bahnplanung und ohne manuelles Teaching für jede Variante.

ROBBE-Do ist eine robotergestützte Lösung für die autonome Bearbeitung von Bauteilen auf Basis digitaler 3D-Geometriedaten. Das System plant geeignete Roboterbahnen und berücksichtigt prozessabhängige Parameter für Anwendungen wie Entschichten, Reinigen oder Laserbearbeitung - selbst bei Losgrößen1 und komplexen Geometrien.

Unsere Lösung: Von der 3D-Geometrie zur autonomen Bearbeitung

ROBBE-Do nutzt ein digitales 3D-Modell des Bauteils als geometrische Grundlage für die Bearbeitung. Aus den Geometriedaten generiert das System automatisch geeignete und kollisionsfreie Roboterbahnen für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe.

Je nach Verfahren können dabei Parameter wie Abstand, Anstellwinkel, Vorschub oder Überlappung berücksichtigt werden. Ein digitaler Zwilling von Bauteil, Spannmittel, Roboter und gegebenenfalls weiterer Aktuatorik unterstützt die Prüfung der geplanten Bahnen hinsichtlich Erreichbarkeit und Kollisionen.

Der Ansatz wurde unter anderem für Hochdruck-Wasserstrahlen und Laserablation umgesetzt.

Wenn die benötigte Bauteilgeometrie noch nicht als geeignetes 3D-Modell vorliegt, kann sie mit ROBBE-Scan autonom erfasst werden. ROBBE-Scan erstellt automatisch 3D-Modelle von realen Bauteilen und stellt somit die geometrische Grundlage für eine anschließende Bearbeitung mit ROBBE-Do bereit.

Zielgruppen und Einsatzbereiche

Für variantenreiche und anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben

  • Fertigende Industrie
    ROBBE-Do richtet sich an Unternehmen, die wechselnde oder komplexe Bauteilgeometrien robotergestützt bearbeiten möchten, ohne für jede Variante neue Roboterprogramme erstellen zu müssen. Besonders relevant ist der Ansatz bei kleinen Losgrößen und großer Variantenvielfalt, weil sich ansonsten hohe Programmieraufwände nicht armotisieren.
  • Instandsetzung und Wiederverwendung (Recycling)
    Anwendungen liegen unter anderem beim Entschichten, Reinigen und Strukturieren von Bauteiloberflächen. ROBBE-Do kann somit Prozesse auch im Umfeld von Instandsetzung und Wiederverwendung unterstützen.
  • Belastende oder gesundheitsgefährdende Arbeitsumgebungen
    ROBBE-Do eignet sich zudem für Einsatzbereiche, in denen manuelle Bearbeitung körperlich belastend, gesundheitsschädlich oder sicherheitskritisch ist. Die robotergestützte Prozessführung unterstützt reproduzierbare und digital nachvollziehbare Abläufe.

Praxisbeispiel

Autonome Bearbeitung im industriellen Einsatz

ROBBE-Do wurde gemeinsam mit Industriepartnern für anspruchsvolle reale Anwendungen entwickelt. Gemeinsam mit RWE kommt die Technologie im kerntechnischen Rückbau zum Einsatz. Bauteile werden auf Basis ihrer digitalen Geometrie automatisiert bearbeitet. Das System berechnet kollisionsfreie Bahnen für eine Hochdruck-Wasserstrahldüse, mit der Beschichtungen und somit oberflächennahe Kontaminationen entfernt werden.

Der Ansatz wurde zudem auf Laserablation übertragen. Auch hier werden Roboterbahnen und relevante Prozessparameter automatisiert aus der digitalen Bauteilgeometrie abgeleitet.

Die Anwendungen zeigen die automatisierte und robotergestützte Umsetzung unterschiedlicher Bearbeitungsverfahren auf Basis von 3D-Geometriedaten.

Das Bauteil wird dafür zunächst dreidimensional erfasst. Liegt noch kein digitales 3D-Modell vor, kann dies mit ROBBE-Scan autonom erfolgen.

Unsere Technologie und Kompetenz

  • Entwicklung opto-mechatronischer Systeme bestehend aus Bildgebung (Multikamerasysteme), Robotik, Aktuatorik, Digital-Twins (Robotersimulation)
  • Autonome 3D-Erfassung der Bauteilgeometrie ohne vorheriges Teaching oder Programmieren (ROBBE-Scan)
  • Automatische Berechnung kollisionsfreier Roboterbahnen
  • robotergestützte Bauteilbearbeitung
  • integrierte auditierbare Dokumentaiton
  • Integration zu industrietauglichen Gesamtsystemen und durchgängigen Prozessen

Leistungsangebot

Von der Machbarkeit bis zur Integration

  • Analyse industrieller Bearbeitungsaufgaben und Prüfung der technischen Machbarkeit einer robotergestützten Automatisierung
  • Auswahl und Konfiguration geeigneter Robotik, Aktuatorik und Prozesswerkzeuge
  • Entwicklung und prototypische Umsetzung anwendungsspezifischer Systeme
  • Anpassung von Bahnplanung und Prozessführung an Geometrie und Bearbeitungsaufgabe
  • Integration in bestehende Produktions-, Qualitätssicherungs- oder Rückbauprozesse
  • Unterstützung bei Inbetriebnahme und Optimierung

Weiterführende Inhalte

Autonome 3D-Bearbeitung für Ihren Anwendungsfall

Sie möchten wechselnde oder komplexe Bauteile robotergestützt bearbeiten, ohne für jede Variante neue Bahnen manuell programmieren zu müssen? Sprechen Sie mit uns über Ihren Anwendungsfall.

  • ROBBE-Do ist eine robotergestützte Lösung des Fraunhofer IGD für die autonome 3D-Bearbeitung von Bauteilen. Basierend auf dem 3D-Modell des Bauteils plant das System automatisch geeignete kollisionsfreie Roboterbahnen für die jeweilige Bearbeitungsaufgabe.

  • ROBBE-Do nutzt digitale 3D-Geometriedaten des zu bearbeitenden Bauteils als Grundlage für die Bahnplanung.

  • ROBBE-Do berechnet die Roboterbahnen basierend auf dem 3D-Modell des Bauteils. Dabei werden Bauteilgeometrie, Robotik und prozessabhängige Parameter gemeinsam berücksichtigt.

  • In den vorliegenden Anwendungen wurden unter anderem Hochdruck-Wasserstrahlen zur Entschichtung sowie Laserablation eingesetzt.

  • Nein. ROBBE-Do und ROBBE-Scan sind eigenständige Lösungen. ROBBE-Scan wird relevant, wenn die tatsächliche Geometrie eines realen Bauteils zunächst autonom als digitales 3D-Modell erfasst werden soll. Liegen geeignete 3D-Geometriedaten bereits vor, kann ROBBE-Do unabhängig davon für die Planung der Bearbeitung eingesetzt werden.