Mittwoch, 30. Mai 2018

Lasertracking in der Industrierobotik: EU Horizon 2020 Projekt «KRAKEN»

Am 22.5.2018 hatte das Institut Geomatik Gelegenheit, im Rahmen des Frühlingskolloquiums Einblicke in einen spannenden Teilbereich des «Digital Manufacturing» zu erhalten. Herr Dr. Francesco Crivelli, Maschineningenieur am Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique (csem), und Herr Valentin Baumann, Produktspezialist für Scanning und Integrated Solutions bei Leica Geosystems, berichteten über den Einsatz moderner Vermessungstechnologien für die Echtzeit Positionserfassung von Objekten in der industriellen Fertigung.
Geomatik-Frühlingskolloquium vom 22. Mai 2018

In einem ersten Teil des Vortrages stand die Geschichte der Industrievermessung mit deren Anfängen bei der Firma Kern AG im Vordergrund. Durch den Einsatz rein optischer und später elektronisch gesteuerter Theodoliten liessen sich die Raumkoordinaten gemeinsam angezielter Punkte einschliesslich der Systemorientierung berechnen. Die grosse Nachfrage von Vermessungssystemen in der Transport-, Luftfahrt- und Maschinenindustrie wurde für Wild-Leitz zum Anlass, die Technologie voranzutreiben und führte zum genauesten zielverfolgenden Polarmesssystem für die Echtzeiterfassung bewegter Objekte. Valentin Baumann zeigte auf, dass die modernen Laser Tracker von Leica Geosystems eine mobile Echtzeitkoordinatenerfassung für die Herstellung innovativer Produkte mit engen Fertigungstoleranzen und hoher Produktivität bei geringen Kosten ermöglichen und im «Digital Manufacturing» unentbehrlich geworden sind.


Nach der anschaulichen Darstellung der Grundlagen industrieller Messtechnik stellte Francesco Crivelli das Horizon 2020 Forschungsprojekt KRAKEN der Europäischen Union vor, an welchem unter anderem die Schweiz mit wissenschaftlicher und industrieller Beteiligung involviert ist. Projektziel ist die Entwicklung eines Roboters zur additiven (3D Druck) und subtraktiven (Fräsen, Bohren, …) Herstellung sowie Herstellungsüberwachung grosser industrieller Funktionsteile, wie sie beispielsweise im Flugzeugbau benötigt werden. Eine der grossen Herausforderungen besteht in der Bereitstellung einer Mess- und Regelungstechnik, mit der sich eine exakte Echtzeitpositionierung des Endeffektors unter unterschiedlichen dynamischen Bedingungen vornehmen lässt, sagte Francesco Crivelli: Bedingt durch den geforderten Aktionsradius kann der Roboter nicht starr mit dem Fundament der Produktionshalle verankert werden, sondern wird durch einen Brückenkran an die Einsatzstelle bewegt. Flexionen und Schwingungen des mobilen Haltesystems sowie Krafteinwirkungen am Werkzeugkopf selbst induzieren unerwünschte Bewegungen des Endeffektors. Diese lassen sich mit Hilfe eines hochgenauen Monitorings erfassen und sollen durch regelungstechnische Prozesse korrigiert werden.


Dabei spielt das Laser Tracking der Firma Leica Geosystems eine fundamentale Rolle und liefert dem Regelungsprozess alle wichtigen Informationen zur 3D Position und Orientierung des Effektors in Echtzeit. Der in Spanien im Einsatz stehende Prototyp des Roboters KRAKEN soll bis Projektende im Jahr 2019 wichtige Erkenntnisse über die vorgestellte und äusserst innovative Fertigungstechnologie liefern. Auf eindrückliche Weise wurde uns die zunehmende Bedeutung der Geomatik und im Speziellen das Potenzial moderner Vermessungstechnik im «Digital Manufacturing» aufgezeigt.



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