{"id":30040,"date":"2025-06-25T17:08:02","date_gmt":"2025-06-25T17:08:02","guid":{"rendered":"https:\/\/ati.novanta.com\/robotic-weld-bead-removal-with-atis-force-torque-sensors\/"},"modified":"2025-10-08T20:45:02","modified_gmt":"2025-10-08T20:45:02","slug":"robotic-weld-bead-removal-with-atis-force-torque-sensors","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ati.novanta.com\/de\/robotic-weld-bead-removal-with-atis-force-torque-sensors\/","title":{"rendered":"Robotische Schwei\u00dfraupenentfernung mit ATIs Kraft-\/Drehmomentsensoren"},"content":{"rendered":"\n

Das Entfernen von Material von gekr\u00fcmmten, runden oder unregelm\u00e4\u00dfigen Oberfl\u00e4chen stellt viele Herausforderungen an den Prozess, die ein besonderes Fingerspitzengef\u00fchl erfordern. Materialabtragsanwendungen wie Schleifen, Feilen, Polieren und andere h\u00e4ngen stark von manueller Arbeit ab und erfordern Geschick und Erfahrung, um korrekt ausgef\u00fchrt zu werden. Aufgrund ihrer Vielschichtigkeit und Komplexit\u00e4t scheinen solche Abtragsvorg\u00e4nge „unm\u00f6glich zu automatisieren“.


Mit Unterst\u00fctzung des Advanced Robotics for Manufacturing Institute (ARM) hat eine Gruppe von Ingenieuren des Robotics Institute of Carnegie Mellon einen Weg gefunden, zwei dieser anspruchsvollen Materialabtragsvorg\u00e4nge mit einer einzigen L\u00f6sung zu bew\u00e4ltigen. Zu ihrem Team geh\u00f6rten Forschungs- und Entwicklungsexperten von Siemens Technology sowie Anwendungsberatung und Unterst\u00fctzung von Yaskawa. Gemeinsam entwickelten diese Automatisierungsexperten ein bahnbrechendes System, das Roboter zum Entfernen von Schwei\u00dfraupen aus dem Inneren eines Rohrs einsetzt.


Materialentfernung ist f\u00fcr eine Vielzahl von Industrien unverzichtbar und reicht von der leichten Nachbearbeitung bis zur Entfernung schwerer Anschnitte. Einige Prozesse sind relativ einfach, w\u00e4hrend andere Teile eine Vielzahl von Werkzeugen und Techniken \u00fcber viele Stunden hinweg erfordern, um die gew\u00fcnschte Endbearbeitung zu erreichen. Herk\u00f6mmliche Abtragsverfahren erfordern in der Regel manuelle Arbeit mit Handwerkzeugen, sind anf\u00e4llig f\u00fcr Schwankungen und Qualit\u00e4tsunterschiede und bergen f\u00fcr die Mitarbeiter ein Verletzungsrisiko. Durch die Automatisierung dieser Prozesse k\u00f6nnen die Hersteller Kosten und Zykluszeiten senken und gleichzeitig die Sicherheit der Mitarbeiter deutlich erh\u00f6hen.


Robotergest\u00fctzte Materialentnahmeverfahren werden in einer Vielzahl von Branchen immer h\u00e4ufiger eingesetzt. Dies ist darauf zur\u00fcckzuf\u00fchren, dass die Technologie immer leichter zug\u00e4nglich und gleichzeitig flexibler wird. Wir verf\u00fcgen \u00fcber mehr Werkzeuge und Techniken zur Bew\u00e4ltigung von Fertigungsherausforderungen als je zuvor, und auch die Roboter werden immer erschwinglicher. Diese Fortschritte bieten die M\u00f6glichkeit zur Innovation von Verfahren und Techniken, um sicherere, effiziente und anpassungsf\u00e4hige L\u00f6sungen zu entwickeln.


Die integrierte Nachgiebigkeit ist eine Innovation, die eine pr\u00e4zisere Automatisierung von Materialentfernungsaufgaben erm\u00f6glicht. Die Nachgiebigkeit kann entweder passiv oder aktiv sein und erm\u00f6glicht es einem Roboter, der ein Werkzeug verwendet, in Echtzeit auf Ver\u00e4nderungen der Arbeitsfl\u00e4che zu reagieren. Passive Nachgiebigkeit ist einfach, wie z. B. der Einbau eines einstellbaren pneumatischen Drucks in das Roboterwerkzeug, um sich an Werkst\u00fcckschwankungen anzupassen. Aktive Nachgiebigkeitssysteme sind komplexer und erm\u00f6glichen eine gezielte Kraftsteuerung in Situationen, in denen die Bearbeitungsanforderungen exakt sein m\u00fcssen.


Unter der Leitung von Changliu Liu, Assistenzprofessor am Robotics Institute, entwickelte ein Forschungsteam aus Studenten und Ingenieuren ein effizientes Roboter-System zum Entfernen von Schwei\u00dfraupen. Ihr Ziel war es, ein System zu entwickeln, das nicht nur sicher und effizient, sondern auch kosteneffizient ist. Das von ihnen entwickelte automatische Schwei\u00dfraupenentfernungssystem arbeitet autonom und kann schnell und effektiv Material von rohrf\u00f6rmigen geschwei\u00dften Teilen entfernen.


Das Team entwarf ein vollautomatisches, aktives Compliance-System, das in der Lage war, die Schwei\u00dfraupe erfolgreich zu lokalisieren, zu messen und aus dem Inneren des Rohrs zu entfernen sowie den Prozessabschluss zu \u00fcberpr\u00fcfen. Das System beinhaltete externe Bildverarbeitungstechnologie, um die Schwei\u00dfraupe zuerst zu identifizieren. Nach der Lokalisierung erm\u00f6glicht die mehrachsige R\u00fcckmeldung eines ATI Force\/Torque (F\/T)-Sensors dem Yaskawa-Arm, die Schwei\u00dfraupe zu messen und darauf zu reagieren, den richtigen Druck zu bestimmen und die Raupe mit dem Schneidwerkzeug zu entfernen. Abschlie\u00dfend pr\u00fcft ein Profilometer, ob der Abtrag den Spezifikationen entspricht.<\/p>\n\n\n\n

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In dieser Anwendung spielt der ATI F\/T Sensor eine zentrale Rolle: Er liefert ein umfassendes Profil der Kraft- und Drehmomentbelastungen innerhalb des Prozesses f\u00fcr die Datenanalyse und erleichtert die aktive Nachgiebigkeit des Schneidwerkzeugs auf der Arbeitsfl\u00e4che. Mit dem Kraftsensor wird dieses Robotersystem dynamisch, denn es nutzt die Kraftr\u00fcckmeldung, um die Schwei\u00dfraupe zu erkennen, zu bewerten und zu schleifen, w\u00e4hrend es die Schneidkraft in Echtzeit \u00fcberwacht und anpasst. Die integrierte Nachgiebigkeit, ob aktiv oder passiv, vereinfacht die Programmierung von Roboteranwendungen und sorgt f\u00fcr ein gleichm\u00e4\u00dfiges Ergebnis trotz Schwankungen des Werkst\u00fccks oder der Bahn.


F\u00fcr industrielle Hersteller, die flexibel auf die Anforderungen ihrer Kunden reagieren m\u00fcssen, ist eine kosteng\u00fcnstige, anpassungsf\u00e4hige Roboterzelle ideal. Der Yaskawa-Roboter, der Kraft-\/Drehmomentsensor von ATI und die Modellierungssoftware k\u00f6nnen zusammen schnell und einfach eine Schwei\u00dfraupe an einer Innenkurve messen und entfernen. Das Schwei\u00dfraupenentfernungssystem minimiert die Sicherheitsrisiken, verk\u00fcrzt die Zykluszeiten und verbessert die Gesamtprozessqualit\u00e4t. Das aktive Nachgiebigkeitssystem bietet einen geschlossenen Regelkreis zur Aufrechterhaltung und Anpassung der Kraftkontrolle, um den Programmieraufwand zu verringern und sicherzustellen, dass das gew\u00fcnschte Ergebnis erzielt wird. Die Ausgabequalit\u00e4t ist mit diesem neuen System gleichm\u00e4\u00dfiger, aber das ist nur ein Teil des Nutzens f\u00fcr die Anwender.
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Das Schwei\u00dfraupenentfernungssystem lernt tats\u00e4chlich, sich auf der Grundlage der im Laufe der Zeit gesammelten Daten zu verbessern, was die Programmierung neuer Teile und Formen sehr einfach macht. Hersteller mit geringen St\u00fcckzahlen und hohem Anteil an Mischungen w\u00fcnschen sich L\u00f6sungen, die die Flexibilit\u00e4t unterst\u00fctzen, die sie brauchen, um wettbewerbsf\u00e4hig zu bleiben. Das Active-Compliance-System rationalisiert die Herausforderungen bei der Programmierung und Ausf\u00fchrung von schwerem Materialabtrag und unregelm\u00e4\u00dfig geformten Teilen auf sichere und effiziente Weise, mit Raum f\u00fcr Wachstum. Projekte wie dieses treffen den Kern der Mission von ARM, die darin besteht, die Fertigung durch Innovation zu st\u00e4rken.
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Der F\/T-Sensor von ATI liefert hochaufl\u00f6sende Messungen in Echtzeit und erm\u00f6glicht eine aktive Nachgiebigkeit, damit der Roboter eine konstante Kraft auf die Teilemerkmale aus\u00fcben kann. Dies gew\u00e4hrleistet sowohl eine konsistente Endbearbeitung als auch optimale Zykluszeiten, was den Herstellern helfen kann, die Kosten zu senken und die Produktivit\u00e4t zu steigern. Changliu hofft, dass dieses Verfahren in naher Zukunft nicht nur von Siemens, sondern auch von anderen Herstellern in der metallverarbeitenden Industrie eingesetzt wird.


F\u00fcr weitere Informationen \u00fcber ATIs Kraft-\/Drehmomentsensoren klicken Sie bitte hier!<\/a>


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Wenn Sie mehr \u00fcber die Forschungsarbeiten des ARM-Instituts erfahren m\u00f6chten, klicken Sie hier.<\/a>


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