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Für ihr automatisiertes Verfahren zum spannungsfreien Verkleben von Dichtungsprofilen an PKWs erhielten drei Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Thomas Ledermann, Martin Naumann und Dr. Johannes Wössner, den 1. Preis des mit insgesamt 24000 Euro dotierten Walter-Reis-Innovationspreises.
Das Anbringen von selbstklebenden Gummidichtungsprofilen an Fahrzeugtüren ist seit langem eine Domäne der automatischen Applikationen. Die Herausforderung hierfür liegt in den Eigenschaften der Bauteile. Sie sind nicht formstabil und können durch Zug- oder Druckkräfte undefiniert gedehnt oder gestaucht werden.
Um das Verlegen von Türdichtungen noch effizienter und qualitativ hochwertiger zu machen, entwickelte das Fraunhofer IPA gemeinsam mit 3M einen neuen Lösungsansatz für den Labor Simulationseinsatz. Dabei ging es im Wesentlichen darum, das Dichtungsprofil mit einem sensorgeregelten Roboterwerkzeug spannungsarm zuzuführen und mit definierten Prozessparametern zu verkleben.
Dazu nutzt die Anlage die Rollgeschwindigkeit der Andrückrolle als Geschwindigkeitsvorgabe für den Förderantrieb der Profildichtung. Eine dezentrale, in die Werkzeugsteuerung integrierte Regelung bewirkt, dass sich die Kommunikation zwischen Roboter und Verlegewerkzeug auf wenige digitale Signale zur Synchronisierung beschränken kann. Die Andrückrolle wird zusätzlich mit einem überlagerten, geschwindigkeitsunabhängigen Drehmoment beaufschlagt. Damit ist der durch die Andrückkraft erzeugte Walk-Effekt, der eine zusätzliche Dehnung des Dichtprofils bewirkt, beeinflussbar. Je nach Größe des beaufschlagten Drehmoments kann die Dehnung der Dichtung auf Null reduziert werden. Selbst eine Stauchung des Profils ist erzeugbar. Dieser Regelungseffekt führt insbesondere in den engen Radien des Türausschnitts zu besonders gut reproduzierbaren Positionierungen.
Werkzeug und Werkzeugsteuerung wurden am Fraunhofer IPA realisiert. Dabei sorgten die Prinzipien des "System Engineering" zu einer Entkoppelung von Teilfunktionen, was sich letztlich in einem modularen Lösungsansatz niederschlägt.
Für erste Versuchsreihen und Parameterstudien dienten die Karosserie eines Golf 5. Die Ergebnisse der Versuche wurden anschließend als Basis für eine Überarbeitung von Werkzeug und Steuerungstechnik herangezogen. Auch Entwicklungspartner 3M sowie ein Gummilieferant werteten die Versuchsreihen aus, um die Dichtungsprofile sowie die Klebebänder und den Prototypen des neuartigen für 3M entwickelten Applikationskopfs für eine automatisierte Verlegung zu modifizieren.
Zwischenzeitlich hat 3M die weiteren Entwicklungsschritte übernommen und nutzt eingehende Simulationsversuche dazu, das System elektrisch, mechanisch und klebetechnisch den Anforderungen einer Serienproduktion zu ermitteln. Gleichzeitig sollen die notwendigen Prozess-Parameter für die Entwicklung neuer Klebebänder ermittelt werden. Das Ziel dabei lautet, gemeinsam mit OEMs deren Anwendungen mit selbstklebenden Profildichtungen zu realisieren. Zu den Argumenten dafür zählen deutliche Rationalisierungspotenziale sowie eine Einsparung der Vorkonfektionierung der Dichtungsprofile.
Für das neuartige Verfahren zum spannungsfreien Verlegen von Türdichtungen erhielten die IPA-Ingenieure auf der diesjährigen Messe "Automatica" in München den 1. Preis auf dem Gebiet "Neue Anwendungen für Roboter in industriellen Fertigungsprozessen". Weitere Preise wurden in den Themenfeldern "Innovation im Bereich Service-Robotik im industriellen Umfeld" und "Innovation der Kinematik, der Steuerung und der Antriebstechnik für Roboter" als auch im Sonderbereich "Regenerative Energie" vergeben.
Der Innovationspreis wird seit 2006 von Walter Reis, dem Gründer und Inhaber der Firma Reis Robotics in Obernburg, ausgelobt. Mit ihm sollen interessante Neuentwicklungen und herausragende Arbeiten auf dem Gebiet der Robotertechnik gewürdigt werden.
Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Dennis Fritsch
Telefon: +49(0)711/970-1273, E-Mail: dennis.fritsch@ipa.fraunhofer.de
Walter Reis mit den Preisträgern im Bereich Industrie- und Servicerobotik (v. l. n. r.: Arne Rost, ...
Fraunhofer IPA
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Criteria of this press release:
Economics / business administration, Materials sciences, Mathematics, Mechanical engineering, Physics / astronomy
transregional, national
Research results, Transfer of Science or Research
German
Walter Reis mit den Preisträgern im Bereich Industrie- und Servicerobotik (v. l. n. r.: Arne Rost, ...
Fraunhofer IPA
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