Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK

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  • Publication
    Schweißen von Großbaugruppen in beliebiger Orientierung mit mobilen Robotern
    (Hanser, 1993)
    Kirchberger, G.
    Schweißarbeiten an großvolumigen Baugruppen, die in geringen Stückzahlen hergestellt werden, z.B. Schiff- oder Stahlbauteile, werden überwiegend manuell oder mit einfachen, mechanisierten Geräten durchgeführt. Der Einsatz von Schweißrobotern in diesem Bereich ist vergleichsweise sehr gering. Vorhandene stationäre Schweißanlagen sind sehr kapitalintensiv und bieten oft nicht die gewünschte Flexibilität im Einsatz. Viele Hersteller haben daher einen Bedarf an Schweißrobotern kleiner Baugröße, die vom Schweißer an unterschiedlichen Stellen des Bauteils eingesetzt werden können. Angestrebt wird damit eine Automatisierung auf niedrigem Kostenniveau. Während Entwicklungen derartige mobile Kleinschweißroboter auf den Einsatz an horizontal verlaufenden Schweißnähten abzielen, fehlen insbesondere Roboter, die sich an beliebig geneigten Bauteilen fortbewegen und räumlich gekrümmte, lang durchlaufende Nähte schweißen können. Auf der Grundlage einer Analyse vorhandener Schweißsysteme für Großbaugr uppen werden im vorliegenden Bericht Grundlagen für die Konzeption von mobilen, kletterfähigen Schweißrobotern entwickelt. Eine Untersuchung der Möglichkeiten einer Fortbewegung an geneigten, stählernen Bauteilen ergibt, daß hierfür permanentmagnetisch haftende Radbaugruppen als Komponenten des Roboterantriebs besonders geeignet sind. Die erzielbaren Haftkräfte werden untersucht und Aussagen bezüglich ihrer Dimensionierung abgeleitet. Bei der Steuerung mobiler Schweißroboter wird zwischen lokaler Fugenverfolgung während des Schweißens und globaler Navigation zur erweiterten Flächenbeweglichkeit am Bauteil unterschieden. Für beide Arten werden Lösungskonzepte verglichen und hinsichtlich deren Eignung unter den vorherrschenden Umgebungsbedingungen bewertet. Ausgewählte kinematische und steuerungstechnische Konzepte werden im Rahmen eines Realisierungsbeispiels umgesetzt und erprobt. Aus den Versuchsergebnissen werden Vorschläge für künftige, weiterführende Entwicklungsmaßnahmen abgeleit e
  • Publication
    Automatic welding of large parts with mobile small robot
    ( 1992)
    Kirchberger, G.
    ;
    Müller, H.
    A mobile welding robot has been developed for automatic welding of large parts such as are given in shipbuilding and plant construction. The robot has to be small and light and be sensor-guided on a metal sheet. To be also ensured in constructions is the reduction of the traction force of the magnetic wheels when travelling over unevenness and wavy undergrounds. The initial measurements of the climbing ability and maneuverability of the robot model and the quality of welding were satisfactory.
  • Publication
    Realisierung eines mobilen Kleinrobotersystems zum Schweißen von Schiffssektionen
    ( 1991)
    Kirchberger, G.
    ;
    Seliger, G.
    In the preassambly of ship sections manual welding operations take up over 50% of the total working hours. Therefore exists a high demand to decrease production costs in this area, which is predominantly marked by manual labor. The specific conditions in shipbuilding manufacturing leads to some problems, which render the use of conventional welding robots more difficult than in other industries such as car manufacturing. The specific problems are: -large parts to be welded, -high tolerances in cutting and positioning, -low mass production, -rough environment, -often constained acessibility and -difficult and demanding working conditions for specific parts or welds. High emphasis is given for low cost automation, e.g. portable welding robots used as stationary devices or small welding robots, of which two or more can be used simultaneously on varying areas of a part.
  • Publication
    Mobile Roboter zum Schweißen von Großteilen
    ( 1989)
    Seliger, G.
    ;
    Kirchberger, G.
    Schweißroboter im Bereich der Großteilmontage wurden bisher überwiegend als werkstückübergreifende Portal- oder Gantrysysteme realisiert. Eine Alternative und Ergänzung können kleine, mobile Schweißroboter darstellen. Sie sind ortsungebunden und können so flexibel für Montageaufgaben eingesetzt werden. Mobile Schweißroboter können in transportable Systeme in Gelenkarmbauweise und in selbstfahrende, traktorähnliche Roboter eingeteilt werden. Wegen der Vielfalt der Werkstückgeometrien und der engen Bindung des Roboters an das Werkstück müssen mobile Roboter aufgabenspezifisch ausgelegt werden, z.B. zum Schweißen häufig vorkommender Bauteilabschnitte oder Nahtarten. Roboter für den Einsatz an ebenen Bauteilstrukturen sind als Prototypen realisiert oder befinden sich im Entwicklungsstadium. Für das automatisierte Schweißen räumlich gekrümmter Bauteile, wie sie z.B. im Schiffbau vorkommen, sind hinreichend detaillierte Lösungen bisher nicht bekannt. Als Entwicklungsansatz wird die Verwendun g magnetischer Kommonenten für die Antriebsbaugruppe selbstfahrender Roboter vorgeschlagen. Ein Problem beim automatisierten Schweißen von Großteilen stellt die Beherrschung der hohen Toleranzen bezüglich der Fugengeometrie dar. Voraussetzung für den Robotereinsatz ist daher eine hinreichend genaue Positionierung der Bauteile in der Zusammenbauphase.
  • Publication
    Mobile robots in shipbuilding
    ( 1988)
    Kirchberger, G.
    ;
    Seliger, G.
  • Publication
    Schweißen im Schiffbau mit Industrierobotern
    ( 1988)
    Seliger, G.
    ;
    Kang, S.M.
    ;
    Kirchberger, G.
  • Publication
    Planning of robot integration into CIM-systems
    ( 1987)
    Felsing, W.
    ;
    Kirchberger, G.
    ;
    Seliger, G.