Mobiler Messroboter für die vollautomatische optische 3D-Bauteilinspektion (RobotInspect)

Problemstellung
In unserer arbeitsteiligen, hoch spezialisierten Wirtschaft, in der Zulieferer Bauteile und Baugruppen an nachfolgende Partner in einer Prozesskette liefern müssen, müssen äußerst hohe Anforderungen an die Maßgenauigkeit erfüllt werden. Diese hohen Anforderungen setzen vor allem zu Beginn der Serienproduktion eine aufwändige Erstbemusterung voraus. Diese erfolgt in der Regel mittels taktiler Messmaschinen, die die relevanten Messpunkte mit Messtastern erfasst. Ein derartiges mechanisches Messen ist sehr zeitintensiv.
Seit einigen Jahren werden daher zur Reduzierung der Prüfzeiten optische Messtechniken eingesetzt. Mit ihr können innerhalb von Sekunden viele Millionen Messpunkte auf der Bauteiloberfläche erzeugt werden. Sie sind damit bei der Messung deutlich schneller als die taktilen Verfahren. Ihr großer Nachteil ist es allerdings, dass die für sie erforderliche Sensorik häufig per Hand aufgestellt werden muss und dies zuverlässig nur mit viel Erfahrung möglich ist. Damit geht ihr Zeitvorteil, den sie durch die schnelle Messung erzielt, verloren.

Projektziel
Im Projekt Robot Inspect soll eine vollautomatische optische 3D-Bauteilinspektion mittels eines mobilen Messroboters entwickelt werden. Damit können die industriellen Einsatzmöglichkeiten dieser optischen Messtechnologie erheblich erweitert werden.

Vorgehensweise:
Für diese Aufgabe soll ein neuartiger kooperativer Leichtbauroboter verwendet werden, der für die Zusammenarbeit mit dem Menschen ohne den sonst üblichen Sicherheitszaun zugelassen ist. Die Berechnung der notwendigen Roboterpositionen und -bewegungen soll vollautomatisch erfolgen. Der physikalische Messablauf wird hierfür in Verbindung mit Algorithmen zur Bewegungsplanung und Optimalsteuerung mathematisch simuliert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Eine vollständige Automatisierung der optischen 3D-Messtechnik ist die Voraussetzung zur breiten industriellen Akzeptanz und Anwendung. Diese innovative Technologie wird eine Schlüsselfunktion für den Einsatz in der zukünftigen Qualitätskontrolle von Bauteilen branchenweit haben.

• Carl Zeiss GOM Metrology GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein