Sikeres kutatási projekt az autonóm mérőrobotokról

Az autonóm mérőrobot kamerák segítségével önállóan felismeri a célját, és a karosszériához igazodik, hogy a hézagokat és a kötéseket a kívánt helyeken emberi beavatkozás nélkül ellenőrizze.

– A trend a nagyobb modularitás és a gyártási változatosság növelése felé a rugalmasabb minőségbiztosítást tesz szükségessé
– A ZEISS, a Lézertechnológiai Intézet az Orvostudományban és a Mérnöki Mérésben (ILM), az Ulmi Egyetem Mérési-, Szabályozási- és Mikrotechnikai Intézete (MRM), valamint a BMW konzorciuma sikeresen kutatott egy jövőképes megoldásért

A ZEISS, mint az inline mérési technológia innovatív megoldásainak vezető szállítója, amely a ZEISS AICell trace segítségével az valós idejű folyamatfelügyeletet és a metrológiailag visszavezethető inline mérési technológiát egy cellában kombinálja, a partnereivel való kommunikáció révén ismeri az ügyfelek igényeit és stratégiáit. A Szövetségi Oktatási és Kutatási Minisztérium (BMBF) támogatásával a ZEISS egy konzorciumban, a BMW-vel, az Ulmi Egyetem Mérési-, Szabályozási- és Mikrotechnikai Intézetével (MRM), valamint a Lézertechnológiai Intézettel az Orvostudományban és Mérnöki Mérésben (ILM), a fejlesztésekre adott válaszként kutatta és fejlesztette ki az autonóm mérőrobot (AuMeRo) koncepcióját. Egy teljesen működőképes példány már idén bebizonyította, hogy az AuMeRo képes például a hézagok és a ragasztási hibák ellenőrzésére nem lakkozott vagy lakkozott karosszériaelemeken teljes mértékben.

„Egy merev gyártósor egy standard termékhez, ahol a lehető legnagyobb darabszámot állítják elő – ez az eddig megszokott koncepció hamarosan a múlté lehet” – mondta Manuel Schmid, a ZEISS IQS termékmenedzsere. Egyre személyre szabottabb ügyféligények vezetnek a termékek változatosságának növekedéséhez, és ezáltal a gyártás modularizálásának szükségességéhez. Különösen az autóiparban érintett szektorok hosszú távon tervezik, hogy a szekvenciális gyártási folyamatokat magas szintű szakosított állomásokkal felváltják, és ezeket rugalmasan használható gyártóegységekre cserélik.

Összetett kompetenciák az intelligens, autonóm rendszerért

Az AuMeRo egy téglalap alakú platform, alul kerekekkel, felül pedig egy robotkar, amely egy optikai mérőérzékelőt tartalmaz. „Ez a hardveres aspektus természetesen önmagában nem forradalmi” – magyarázza Dr. Matthias Karl, a ZEISS Csoport kutatási igazgatója. „A fő feladat az volt, hogy a szoftver oldalán megteremtsük az autonóm mozgáshoz, az objektum méréséhez és az adatok feldolgozásához szükséges intelligenciát.” A kutatópartnerek összefoglalták saját szakértelmüket, hogy ezt a kihívást sikerrel kezeljék a kutatási projekt során.

Az Ulmi Egyetem Mérési-, Szabályozási- és Mikrotechnikai Intézete az autonóm vezetésre összpontosít, több autógyártóval együttműködve. Ezért dolgozta ki és valósította meg a mobil mérőplatform navigációs megoldását, amely lehetővé teszi, hogy önállóan haladjon a célobjetumhoz, és biztonságosan kikerülje az akadályokat. A Lézertechnológiai Intézet az Orvostudományban és Mérnöki Mérésben hosszú távú tapasztalatokkal rendelkezik az optikai mérés területén. Kutatást és fejlesztést végzett egy módszertanra, amely lehetővé teszi a nyers, színezett és lakkozott karosszériaelemek egyidejű mérését nem-kooperatív felületeken ugyanazzal a mérőeszközzel. A ZEISS, mint a konzorcium koordinátora, két szakmai részleggel képviseltette magát: az ZEISS Industrial Quality Solutions (IQS) a gyakorlati alkalmazásra szánt optikai mérési technológiát, míg a ZEISS Kutatóintézet a robotkar mozgásának, az objektum felismerésének és a mérési pozíciók irányításának biztosítását végezte optikai képfeldolgozás és gépi tanulás segítségével. A projekt egyik vezető prémium autógyártó partnere, a BMW, gyakorlati példát adott a projekt számára.

Az ügyfélspecifikus igények kielégítése és a hatékonyság növelése egyidejűleg

„A felhasználó a szoftveren keresztül kiválaszt egy objektumot, például egy jármű ajtaját, annak durva helyét, majd a releváns mérési tervet. Ekkor az AuMeRo teljesen autonóm módon működik” – magyarázza Manuel Schmid. Az objektum felismerése kamerával történik, és egy digitális ikertest alapján történik. A tényleges méréshez a mobil platformot további optikai érzékelőkkel szerelték fel: ehhez az ILM egy speciális mérőeszközt fejlesztett ki, amely rövid mérési időket és robusztus környezeti hatásokat kínál, több hullámhosszon működő digitális holográfiát alkalmazva. Így egy pillanatfelvételből topográfiai adatok nyerhetők egy egész felületről, akár diffúz, akár tükröződő felületekről. Miután a platform megtalálta és megközelítette az objektumot, a robotkar a mérőfejet a mérési program követelményei szerint, figyelembe véve a jelenlegi térbeli adottságokat, mozgatja. „Az autonóm mobilitás és az objektum felismerés képessége révén az AuMeRo készen áll arra a jövőre, amikor a mobil, moduláris gyártóegységek lesznek az általánosak, és lehetővé teszi a mérés elvégzését mindig ott és akkor, ahol éppen szükség van rá” – mondja Schmid. „De már most is ki tudja használni a gyártók az előnyeit, például termékellenőrzéseknél, ahol jelenleg a mérés és dokumentálás manuálisan történik a mérőhelyen. Az AuMeRo sokkal hatékonyabban, automatizáltan és reprodukálhatóan végzi el a feladatot, magas és állandó minőségben, valamint a mérési eredmények megbízhatóságával.”

„A kutatási projekt során bebizonyosodott, hogy a koncepció korlátok nélkül működik, és könnyen adaptálható új objektumokra és mérési tervekhez. Ezért az ajtók előtt nyitva állnak a lehetőségek ennek a technológiának” – mondta Dr. Matthias Karl, a teljes konzorcium koordinátora. Jan-Klaus Dziergwa, a karosszériaépítésért és minőségmenedzsmentért felelős projektvezető a BMW Groupnál, lenyűgözve nyilatkozott az eredményről: „A BMW-nél nagy érdeklődéssel várjuk, hogy kielégítsük az ügyfélspecifikus igényeket, miközben folyamatosan növeljük a gyártás és a minőségbiztosítás hatékonyságát. Ez innovatív módszereket és technológiákat igényel, és az AuMeRo kiváló példája ennek.”