Der Holz-Patch-Roboter

Roboter erkennen Materialfehler und bessern sie aus: Automatisierungstechnik der TU Wien macht Holzverarbeitung effizienter und ressourcenschonender. [...]

Auch die Reihenfolge der Bearbeitung spielt für die Dauer des Arbeitsprozesses eine wichtige Rolle. Der Patch-Roboter muss so über die Oberfläche der Platte gelenkt werden, dass alle Problemstellen mit einem zeitoptimalen Weg verbunden werden – eine Aufgabe, die man auch als „Travelling Salesman Problem“ kennt.

„Aus Sicht der Steuerungs- und Regelungstechnik gab es bei diesem Projekt viele wissenschaftlich herausfordernde Fragestellungen“, sagt Andreas Kugi. Die Bewegungen der Schalungsplatten und des Roboters müssen möglichst schnell ablaufen, aber trotzdem auf Millimeter exakt sein. Wird das Brett mit Hilfe von gummierten Ketten bewegt, tritt Schlupf zwischen den Ketten und der Schalungsplatte auf, sodass die Platte nicht exakt in der zuvor berechneten Position zu liegen kommt. Der Roboter muss die Position der Platte daher optisch überwachen und das geplante Verhalten an eventuell aufgetretene neue Bedingungen automatisch anpassen.

INDIVIDUELLE BEARBEITUNG

„Früher hieß Automatisierung, dass eine größere Anzahl von Werkstücken von einer Maschine genau gleich behandelt wird. Das wäre hier völlig unmöglich, weil jedes Holzstück einzigartig ist und anders verarbeitet werden muss“, sagt Andreas Kugi. „Dieses Projekt zeigt, worin die Zukunft der Automatisierungstechnik liegt: Am automatischen aber individualisiert angepassten hochflexiblen Verarbeiten.“

Möglich wird das durch ein Zusammenspiel vieler Forschungsbereiche: Moderne Kommunikations- und Informationstechnologie, Sensorik, Bildverarbeitung, Mechatronik, Systemtheorie und Regelungstechnik. Eine individualisierte Automatisierungstechnik, die sich auch für kleine Produktionsserien oder sogar für die Herstellung von Einzelstücken effizient einsetzen lässt, wird Wirtschaft und Arbeitswelt nachhaltig verändern, glaubt Andreas Kugi: „Durch einen intelligenten Einsatz von Automatisierung und Robotik kann man eine Abwanderung der produzierenden Industrie aus Hochlohnländern wie Österreich verhindern und neue qualitativ hochwertige Arbeitsplätze schaffen.“

Die zu diesen Ergebnissen führende Forschung wurde von der Europäischen Union im 7. Rahmenprogramm (FP7/2007-2013) gefördert: EU FP 7 Projekt: Holonic Integration of Cognition, Communication and Control for a Wood Patching Robot (HOL-I-Wood PR, Projektnummer 284573) Die TU Wien kooperierte bei diesem Projekt mit den Firmen MiCROTEC, TTTech Computertechnik AG, Springer Maschinenfabrik und LIP OPAZNE PLOSCE BOHINJ sowie den wissenschaftlichen Partnern TU München und Universität Lulea. (pi)