Wie Robotik die Inspektion revolutioniert: Ein praktischer Leitfaden für Hersteller

Roboterinspektion kann Ihre Effizienz steigern, die Produktqualität verbessern und Kosten senken. Aber was ist das genau und warum sollten Sie sie einsetzen? Hier finden Sie die wichtigsten Informationen für Hersteller!

Was ist Roboterinspektion?

Um die Sache etwas zu verwirren, gibt es zwei verschiedene Arten der Roboterinspektion:

1. Mobile Roboterinspektion – Hierbei kommen meist kleine mobile Roboter oder Drohnen für sehr große Inspektionen zum Einsatz. Beispielsweise werden Drohnen zunehmend zur Inspektion langer Pipelines, Stromleitungen und Bauwerke eingesetzt. Dies ist der Typ, den Sie meist finden, wenn Sie nach „Roboterinspektion“ suchen.
2. Metrologie-Roboter – Metrologie ist die Wissenschaft des Messens und der Begriff, den Inspektionsprofis in der Fertigung verwenden. Roboter-Metrologie bedeutet meist, einen Metrologie-Sensor am Ende eines Roboter-Manipulators zu befestigen.

Für unsere Zwecke interessiert uns die robotergestützte Metrologie am meisten. Obwohl es Ähnlichkeiten zwischen den beiden Typen gibt (beide beinhalten Roboter, die Inspektionssensoren halten), befasst sich die Roboter-Metrologie mit den präzisen Messungen, die zur Prüfung gefertigter Produkte erforderlich sind.

Roboter-Metrologie: Der grundlegende Ansatz

Die Nutzung eines Roboters zur Produktinspektion ist recht einfach. Sie beginnt mit der Befestigung einer Metrologie-Sonde am Roboterende. Dann weisen Sie den Roboter an, einem definierten Pfad zu folgen – beispielsweise mit einer Software wie RoboDK. Die Sonde nimmt regelmäßige Messungen vor und erstellt schrittweise ein gescanntes Modell des Produkts. Dieses Modell basiert auf der exakten Position des Sensors zum Zeitpunkt der Messung.

Das gescannte Modell kann dann entweder automatisch per Software, manuell durch einen Inspektionsingenieur oder durch eine Kombination beider Methoden bewertet werden.

Warum Roboterinspektion einsetzen?

In den 1990er Jahren war Roboter-Metrologie „jenseits des Budgets des durchschnittlichen Unternehmens“. Heute hat sich das geändert: Die Kosten sind deutlich gesunken, und die Vorteile machen Roboterinspektion für viele Fertigungsszenarien lohnenswert.

Die Vorteile der Roboter-Metrologie werden besonders deutlich im Vergleich zu den zwei anderen Metrologie-Optionen:

1. Koordinatenmessgeräte (CMM)

Dies sind präzise kartesische Positioniermaschinen, an die Sie Ihren Inspektionssensor anschließen. Durch ihre hohe Steifigkeit lassen sie sich sehr genau positionieren. Sie sind jedoch kostspielig, unflexibel und haben tendenziell einen kleinen Arbeitsraum, was die Größe der prüfbaren Produkte begrenzt.

Im Vergleich dazu ist Roboter-Metrologie flexibler, ermöglicht einen riesigen Arbeitsraum und ist potenziell kostengünstiger.

2. Tragbare CMMs

Die neue Generation von Metrologiegeräten ist für den handgeführten Betrieb konzipiert. Der Inspektionsingenieur hält die Sonde an verschiedenen Punkten um das Produkt. Externe Sensoren erfassen die präzise 3D-Position des Sensors. Diese sind flexibler als herkömmliche CMMs, haben aber den Nachteil, dass die Person die Sonde manuell bewegen muss – was repetitiv und eintönig ist.

Im Vergleich dazu übernimmt die Roboter-Metrologie den langweiligen, repetitiven Teil der Inspektionsaufgabe. Das macht Ihren Prozess effizienter, da sich der Ingenieur auf die wichtigere Aufgabe konzentrieren kann: die Bewertung der Scans auf Fehler. Zudem kann dies zu höherer Produktqualität führen, da mehr Produkte geprüft werden können.

Sind Roboter präzise genug für Metrologie?

Roboter-Metrologie ist in der Industrie definitiv auf dem Vormarsch. Metrology News berichtete kürzlich, dass Industrieroboter „die Metrologielösung der Zukunft“ seien. Quality Mag (eine Fachzeitschrift für Metrologieprofis) berichtet seit mindestens sieben Jahren über Metrologie-Roboter.

Traditionell war Roboter-Metrologie, wie der Quality-Mag-Artikel erklärt, aufgrund der geringeren Genauigkeit von Robotern im Vergleich zu CMMs nicht durchführbar. Dies erschwerte präzises Messen, was für Metrologie jedoch essenziell ist. Die rudimentäre Kalibrierung der Vergangenheit bedeutete, dass die thermische Ausdehnung der Roboterarme die Genauigkeit weiter verringerte.

Wie wir in unserem Artikel über Roboterbearbeitung erläuterten, sind Roboter hochwiederholgenau, aber ihre geringe Steifigkeit macht sie weniger präzise. Mit moderner Kalibrierung lässt sich die Robotergenauigkeit jedoch verbessern und in einigen Fällen sogar die thermische Ausdehnung kompensieren.

Dank der neuen tragbaren CMMs – von denen einige sogar mit Low-Accuracy-Cobots funktionieren – ist dieses Problem heute leichter denn je zu lösen. Der Creaform Cube-R ist ein Beispiel für ein automatisiertes Qualitätskontrollsystem: ein tragbares CMM, das von einem Roboter bedient wird.

Einfache Roboterinspektion mit RoboDK erreichen

Die Programmierung Ihres Inspektionsroboters mit RoboDK ist ziemlich einfach. Sie beginnen damit, die Inspektionssonde am Roboterende zu befestigen.

Dann programmieren Sie die Roboterposition je nach den Anforderungen der Sonde. Wenn die Sonde erfordert, dass der Roboter ein komplexes Muster in einer kontinuierlichen Linie fährt, können Sie die 3D-Druck- oder Bearbeitungs-Assistenten nutzen. Wenn es darum geht, spezifische Punkte anzufahren, eignet sich die Punktschweiß-Funktion. Wenn der Roboter jede Position erreicht, sollte Ihr Roboterprogramm die Sonde aktivieren, um eine Messung durchzuführen.

Wir haben einige sehr erfolgreiche Projekte gesehen, die RoboDK zur autonomen Teileinspektion nutzen. Lesen Sie über zwei solche Projekte hier im RoboDK-Blog:

• Automatisierte Turbinenschaufel-Inspektion – Hier zeigen wir, wie die Inspektionsspezialisten Sensor Coating Systems RoboDK nutzten, um einen ABB-Roboter zur Inspektion von Turbinenschaufeln zu programmieren.
• Automatisierte Inspektion bei der NASA – Hier zeigen wir, wie die NASA RoboDK einsetzte, um einen UR10-Cobot zur Inspektion von Flugzeug-Rümpfen zu programmieren.

Würden Sie Roboterinspektion einsetzen? Schreiben Sie uns in den Kommentaren unten oder diskutieren Sie mit auf LinkedIn, Twitter, Facebook, Instagram oder im RoboDK-Forum.