“Vision, Automation and Robotics”

Der diesjährige  Austrian Robotics Workshop  (ARW) fand vom 10. – 12. Mai 2017 im Wiener Palais Eschenbach statt. Die Veranstaltung kombinierte die Forschungsgebiete Computer Vision und Robotik und sprach dadurch die gemeinsamen Interessen beider Disziplinen an. Der Workshop bot eine ideale Plattform für Forschungseinrichtungen mit entsprechenden Schwerpunkten, um ihre Projekte und Forschungsergebnisse zu veröffentlichen. Darüber hinaus bekamen Studenten die Möglichkeit, themenrelevante Bachelor- und Masterarbeiten einem fachspezifischen Publikum zu präsentieren. Nicht zuletzt waren auch praktische Anwendungen und neueste Entwicklungen aus der Industrie ein wesentlicher Schwerpunkt der Veranstaltung.

Das Konzept des RobWood – Projektes wurde auf dem Austrian Robotics Workshop im Rahmen einer Poster-Präsentation vorgestellt und beinhaltete alle wesentlichen Software-Komponenten des Projektes sowie deren Bedeutung und Wirksamkeit im Prozessverlauf. Für das Projekt RobWood war der Austrian Robotics Workshop eine gute Gelegenheit um aufzuzeigen, dass auf dem Gebiet der Automatisierung und Flexibilisierung von Holzverarbeitungsprozessen aktiv gearbeitet und geforscht wird.

ARW_Robwood_paper

 

Testung Holzriegelwand

14.03.2017

In der zweiten Testung am ECW stand die automatische Fertigung der Holz – Riegelwand im Fokus. Basierend auf den Anforderungen der beteiligten Holzbaubetriebe wurde die Praxistauglichkeit der Schnittstelle CAD-CAM zur Roboterzelle anhand von mehreren Teilschritte einzeln untersucht.

Einzelprozesse wie das Schneiden von Gips- und OSB Platte sowie kombiniertes Ausschneiden mittels Fräskopf wurden auf Schnittgeschwindigkeit und Genauigkeit geprüft. Der Plattenversatz im Vorgang konnte minimiert werden.

Die Herausforderungen beim Teilschritt Tackern waren das flächenbündige Versenken der Klammern in den verschiedenen Werkstoffen sowie die Betriebsparameter.  Dabei konnten Fehler wie das Herausstehen von Klammerrücken trotz Materialinhomogenitäten sowie das Verprellen nicht befestigter Platten durchgehend vermieden werden.
Die Anwendungsfälle Dosenbohrung und Eckausschnitt werden getrennt für OSB- und Gipskartonplatten durchgeführt. Das Ergebnis war in der Positionierungsgenauigkeit sowohl bei Bohrung als auch bei Beplankung innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereiches.
In der nächsten Testung (Oktober 2017) wird die Kombination aller Teilschritte prozessoptimiert erfolgen.

Video zur Testung:

 

RobWood auf der Messe Handwerk

15.-18.03.2017

Mit 160 Ausstellern und 9.730 Fachbesuchern feierte die neue Fachmesse HANDWERK eine erfolgreiche und richtungsweisende Premiere. Vier Tage lang trafen sich führende Vertreter des Fachhandels, der Einkaufsverbände und Professionisten unterschiedlichster Gewerke aus ganz Österreich und den Nachbarländern. Neben zahlreichen Tischlern und Holzbauern interessierten sich auch Metalltechniker, Trockenbauer und Maler für das Angebot der neuen Fachmesse.
Ein guter Ort um über die Projektziele von RobWood zu sprechen und potentielle Nutzer anzusprechen.
Im Rahmen der Messe wurden seitens der Association for Robots in Architecture  über die Chancen der Robotik referiert sowie in einem weitern Programmpunkt, Im Dschungel von Industrie 4.0 – die Chancen für das Handwerk, vom Mechatronik Cluster OÖ aufgezeigt. Vorführungen von Industrieroboteranlagen waren  ebenso im messeablauf enthalten. In diesem Kontext wurde auch RobWood in Form eines Posters präsentiert. Dabei sollte Fachpublikum auf das Projekt aufmerksam gemacht werden und über die Projektziele informiert werden.

RobWoodPoster.pdf

 

Robwood Konsortium freut sich über erste Ergebnisse im Testverlauf

Erste Testung Holz-Riegelwandbeplankung 04.11.2016

Besonders relevant für den Projektpartner Haas Fertigbau war es mögliche Innovationspotentiale für den Robotikeinsatz in der Fertigugnvon Holz-Riegelwänden auszutesten.

In vorangegangenen Workshops wurden Herausforderungen hinsichtlich Datenfluss Planung- und Produktionsablauf bei Holzriegelwänden  bereits aufgezeigt. Nach Ausarbeitung der Schnittstellen CAD –  Robotereinheit sowie Roboterzelle und Roboter wurde als 1. Anwendungsfall die Beplankung einer Holzriegelwand im Originalformat im Engineering Center Wood, Zeltweg, getestet.
Die  präzisionsforderndern Produktionsschritte Zuschnitt von OSB Platten und Positionierung auf dem Holzriegel wurden mit dem Roboter erprobt. Der gesamte Arbeitsablauf mit Werkzeugwechsel wurde im Laufe des Testtages hinsichtlich Effizienz und Genauigkeit durchgespielt. Sowohl das Manipulieren als auch die Positionierung des OSB Elements auf einer bestehenden Pfosten-Riegelkonstruktion verlief erfolgreich (siehe Videoaufnahme).

Für den nächsten Testlauf sind der Zuschnitt von Gipskartonplatten und die Befestigung von OSB und Gipskarton mittels einer Klammereinheit vorgesehen.

Video des durchgeführten Testlaufs am ECW in Zeltweg

RobWood Team trifft Industrieroboter IRB 6640

21.09.2016

Die erste Liveanwendung in der Roboterbearbeitung fand beim Workshop am Engineering Center Wood (ECW) in Zeltweg statt. Die Holzcluster Steiermark GmbH betreibt am ECW bereits seit 2012 speziell für die Holzindustrie eine Prototypenwerkstätte im Industriemaßstab. Den Teilnehmern wurde vor Ort die gesamte Prototypenfertigungswerkstätte mit dem Industrieroboter IRB 6640 inklusive Roboterzelle und Werkzeugwechselsystem vorgestellt. Durch die spezielle Ausrichtung auf Holzverarbeitung ist die Anlage auch für die ersten Testläufe im Projekt ideal.
Bevor es zur praktischen Anwendung am Roboter kam, wurde auch der theoretische Hintergrund zur Anlage von den Partnern ABB und ASC präsentiert.
Herr Völkl von der Firma ABB zeigte in seiner Präsentation verschiedene Anwendungsgebiete der Robotik und klärte über Eingabeformate, Schichtstrukturen in der Kommunikation und Postprozessoren auf. Herr Salchenegger von ASC knüpfte direkt an und demonstrierte anhand eines praktischen Beispiels die Verwendung des 3D Visualisierungsprogramm Rhino als wichtigen Baustein bei der Generierung eines lauffähigen Robotercodes.

Im Zuge dieses Projektmeetings konnte bei allen Teilnehmern das Verständnis für den gesamten Prozessablauf geschärft werden wie z.B.:

  • Detailschritte in der Datenübergabe
  • Toolchain bei der generierung von Robotercode
  • Einsatzgebiete der automatisierten Fertigung
  • Grenzen der 6-achsigen Robotersysteme

Auch der theoretische Prozessablauf wurde beleuchtet und nach einer praktisch ausgeführten Testanwendung wurde seitens des Holzclusters noch zu einer vertiefenden Diskussionsrunde geladen.

Datenfluss und Datenstruktur der Schnittstelle CAD Software – Robotereinheit

Workshops März und April 2016

Ziel des Workshops war es den Planungsablauf der Firmenpartner zu visualisieren und ein Format für den Datenaustausch zwischen  den verwendeten CAD Systemen und der Robotereinheit (Zelle und Roboter) zu definieren. Die im Projekt beteiligten Unternehmen Haas und Zarnhofer verwenden zwei unterschiedliche CAD Systeme (Cadworks und SEMA), die jeweils differente Eingabedaten fordern und auch in der Datenweitergabe variieren.

Nach der Demonstration, dem Vergleich der Systeme und der verwendeten Formate wurde  vom Projektteam das Schnittstellenformat festgelegt. In einem weiteren Schritt wurden die ersten Spezifikationen der Datenstruktur zur Kommunikation zwischen CAD System und Robotereinheit  erarbeitet.

Zusätzlich zur Schnittstelle CAD – Robotereinheit wurde von den Projektpartnern ABB und RIB SAA intensiv an der Konzeption der Interaktion von Roboterzelle und Roboter als ausführende Einheit gearbeitet. Besonders wesentlich war es hier bereits in der ersten Phase die großen Abmessungen bei der Holzriegelwandherstellung zu berücksichtigen. Da das Design der Zelle wesentlichen Einfluss auf die Prozessqualität hat, aber auch die Interaktion des Arbeiters mit dem System bestimmt, galt es zusätzlich zur Spezifikation sämtliche Sicherheitsaspekte anzusprechen und mitzubetrachten.

 

User Workshop II

25.02.2016

Bei der Firma Zarnhofer Holzbau GmbH, Frohnleiten, fand der zweite RobWood Workshop statt. Ziel dieses Anwender-Workshops war es die speziellen Anforderungen des Unternehmens in der Fertigung von massiven Holzbauelementen kennenzulernen und dadurch relevante technische Parameter für die Automatisierung von Fertigungsschritten zu gewinnen.

Die Firma Zarnhofer beschäftigt in der Hauptsaison rund 18 Personen. Ihr Haupttätigkeitsfeld ist die Fertigung  individueller Einfamilienhäuser. Dies spiegelt sich auch in der Produktion wieder: Losgröße 1 steht bei der Firma Zarnhofer im Vordergrund.

Nach der Firmenvorstellung und einem Produktionsrundgang wurde die werksseitige Fertigung vertieft betrachtet und die Parameter für eine Automatisierung des Abbunds der Massivholzelemente festgelegt. Weiters wurden Synergien und Unterschiede zum Fertigungsprozess des zweiten Firmenpartners  analysiert.

    

RobWood User Workshop

26.1.2016

Der erste Anwender Workshop fand bei der Firma Haas Fertigbau Holzbauwerk GesmbH & Co KG in Großwilfersdorf statt. Ziel des Workshops war es die speziellen Anforderungen von Holzbauunternehmen hinsichtlich Vorfertigung zu definieren und daraus relevante technische Parameter für die Anbindung der CAD Software an den Industrieroboter abzuleiten.

Am Hauptstandort der Firma Haas wurde allen Teilnehmern der detaillierte Prozessablauf in der Herstellung von Holz-Riegelwänden vorgestellt. Die Arbeitsschritte Plattenformatierung, Beplankung der Riegel mittels OSB- und Gipskartonplatte, Einbringen der Dampfbremse und die Bohrung von Installationsöffnungen wurden vor Ort dargestellt.

Mittels Videoeinspielung wurde der Montagevorgang auf der Baustelle gezeigt, um das Verständnis für den gesamten Produktions- und Montageablauf bei den Teilnehmern zu schärfen. In der anschließenden Diskussion wurde vertieft die werksseitige Fertigung betrachtet. Technische Parameter wie z.B. das Aussparen von Elektroinstallationen und Sonderbauteile wurden diskutiert und im weiteren Schritt bereits konkrete Anforderungen für die Automatisierung von Arbeitsschritten bei der Beplankung der Holzriegel festgehalten.

 

Kick off Meeting

Am 16.12.2015 gab es das erste Zusammentreffen aller Projektpartner in Graz zum Kick off Meeting veranstaltet durch den Projektkoordinator Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH.
Im ersten Treffen wurde gemeinsam mit allen Partnern der Arbeitsplan zum Projekt erstellt.

Das Projekt RobWood zielt darauf ab den Einsatz von Robotik in verschiedenen Fertigungsprozessen im Holzbau zu erhöhen. Die Verkürzung von Entwicklungsprozessen zur Automatisierung und Flexibilisierung bei der Fertigung von Holzbauelementen steht dabei im Vordergrund. Besonders für KMUs soll der Datenfluss von aktuell verwendeter CAD Software zu neuen technischen Fertigungssystemen erleichtert werden. Modellgetriebene Programmierung, d.h. die automatisierte Erstellung von Robotercode aus fachlichen Beschreibungen (Plänen) ermöglicht KMUs den Einsatz von Industrierobotern ohne tiefergehendes Wissen über deren Ansteuerung und Programmierung.

Das Projektteam

Personen von links nach rechts:
1. Gerhard Paar JR-DIG
2. Sandra Murg JR-DIG
3. Herwig Zeiner JR-DIG
4. Michael Hofbaur JR-ROB
5. Víctor Juan Expósito Jiménez JR-DIG
6. Harald Mayer JR-DIG
7. Erhard Pretterhofer Holzcluster Steiermark GmbH
8. Mathias Brandstötter JR-ROB
9. Matthias Völkl ABB
10. Siegfrid Salchenegger ASC Performance OG
11. Stefan Maier RIB SAA Software Engineering GmbH
12. Philip Harrer Zarnhofer Holzbau GmbH
13. Florian Salmhofer JR-DIG
14. Manfred Zarnhofer Zarnhofer Holzbau GmbH
15. Ernst Lederwasch Zarnhofer Holzbau GmbH
16. Robert Jöbstl Haas Fertigbau Holzbauwerk GesmbH & Co KG

Übersicht der RobWood Arbeitspakete: