Software hilft bei Roboterprogrammierung

Fraunhofer-Wissenschaftler haben ein Diodenlaser-Robotersystem zum Präzisions-Auftragsschweißen entwickelt, das sich schnell programmieren lässt und den gesamten Prozess vorab offline simulieren kann.

„Filigrane Teile sind die hohe Kunst des Spritzgusses. Wenn ein Spritzgusswerkzeug – etwa für die Herstellung der Lokomotive einer Modelleisenbahn – repariert werden muss, bietet sich das Laserstrahl-Auftragsschweißen an“, sagt Dr.-Ing. Steffen Nowotny vom Fraunhofer IWS. Das Verfahren habe sich in der industriellen Praxis nicht nur für die Reparatur beschädigter Werkzeuge etabliert, sondern auch für das schnelle Umsetzen von Designänderungen oder das Auftragen von Oberflächenschutz- und Funktionsschichten.

Prozess des Laser-Auftragschweißens von Bronze mit einer Flachstrahldüse COAXn mit Rechteckspot 8 x 3 Millimeter. Foto: Fraunhofer IWS
Prozess des Laser-Auftragschweißens von Bronze mit einer Flachstrahldüse COAXn mit Rechteckspot 8 x 3 Millimeter. Foto: Fraunhofer IWS
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„Die Formen für die Bauteile sind aus Stahl oder Aluminium. Wenn die Lok einen anderen Schornstein braucht, wird das neue Design per Laserauftragsschweißen auf die alte Form aufgetragen. Auch Umformwerkzeuge – etwa für das Tiefziehen von Automobil-Karosserieblechen – lassen sich damit schnell verändern. Außerdem können Verschleißschutzschichten aufgebracht werden“, so Nowotny weiter.

Nowotny und sein Team haben nun ein Diodenlaser-Robotersystem zum Präzisions-Auftragsschweißen für die Fertigung und Reparatur von Werkzeugen mit dem erweiterten CAD/CAM-Programmpaket DCAM ausgestattet. Die Software eignet sich für die Programmierung von 3- und 5-Achs-CNC-Anlagen sowie für Roboteranlagen mit simultanem Dreh-/Schwenktisch und zusätzlicher Linearachse.

Mit dem Softwarepaket lässt sich der gesamte Fertigungsprozess vorab offline simulieren. Nowotny: „Bisher ist zum Beispiel die Kollisionskontrolle – ob der Roboter beim Führen des Laserstrahls und beim Auftragsschweißen anstößt oder nicht – sehr aufwändig. Durch die integrierte Robotersimulation gelingt es uns, vorab offline die Bewegungsabläufe sichtbar zu machen und Fehler im Produktionsprozess aufzuspüren. Kollisionen oder Fertigungsfehler werden so von vorneherein ausgeschlossen. Außerdem verkürzt sich die Vorbereitung von Auftragsschweißprozessen erheblich, die Anlagentechnik kann voll ausgenützt werden.“

Die Wissenschaftler stellen die Maschine und die neue Software auf der Frankfurter EUROMOLD vom 5.12. bis 8.12. vor. (Halle 8, Stand L113). (dsc)

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