Entwicklung einer automatischen Positionserkennung von Werkstücken in einem Bearbeitungszentrum

Um in der zerspanenden Produktion wettbewerbsfähig zu bleiben wird durch das Fraunhofer RMV im Rahmen des Projekts BaZMod an intelligenten Werkzeugen geforscht. Durch die Integration von Sensoren und Aktoren sowie einem Mikrocontroller in das Werkzeug entstehen cyber-physische Module, welche in der Lage sind direkt mit der Maschinensteuerung zu kommunizieren. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit soll ein solches Werkzeug zur automatischen Positionserkennung von Bauteilen im Bauraum eines Bearbeitungszentrums entwickelt werden. Das Werkzeug besteht aus einem Sensor zur Messwertaufnahme sowie einem Raspberry Pi. Durch die vom Sensor aufgenommen Messdaten des Werkstücks soll dessen Position ermittelt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein für diesen Anwendungsfall passender Sensor ausgewählt und ein Programm zur Messwertaufnahme erstellt. Für das Ermitteln der Position wurde ein Algorithmus implementiert, der die aufgenommenen Messdaten mit gegebenen Daten des Bauteils vergleicht. Das Ergebnis des Algorithmus ist eine Transformation in Form einer Rotationsmatrix und eines Translationsvektors, durch diese die Messdaten bestmöglich an die gegebenen Daten anpasst werden können. Da die Position der gegebenen Daten bekannt ist, wird die Position des Messobjekts indirekt durch die berechnete Transformation beschrieben. Die Funktion der Messwertaufnahme sowie des Algorithmus konnten anhand eines Testobjekts verifiziert und mögliche Probleme sowie Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt werden. Die durch diese Arbeit ermittelten Ergebnisse bieten die Grundlage für eine weitere Entwicklung des Werkzeugs.