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Tuesday, September 27, 2011, Saal F 4:50 PM Prozesse, Steuerung, Regelung 2 |
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Untersuchungen zum robotergeführten Kantenrunden an Schiffbaustahl mittels Plasmaverfahren |
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Knuth-Michael Henkel* / Universität Rostock, Lehrstuhl Fügetechnik, Deutschland Martin-Christoph Wanner / Fraunhofer IPA / AGP, Deutschland Mario Anders/ Fraunhofer IPA / AGP, Deutschland Robert Hein/ Fraunhofer IPA / AGP, Deutschland |
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Verschärfte Standards hinsichtlich einer längeren Haltbarkeit von Beschichtungssystemen und einer höheren Korrosionsbeständigkeit von Seewasser-Ballasttanks (Lebensdauer 15 Jahre) konfrontieren die Werften, Beschichtungshersteller, Klassifikationsgesellschaften und Reedereien mit neuen Aufgaben. Die Werften erhalten dabei ein erhebliches Pensum an zusätzlichem manuellem Aufwand der Putzkolonnen, da alle geschnittenen freien Profilkanten mit einem definierten Radius zu versehen sind. Aufgrund dieses Mehraufwandes wäre ein automatisiertes reproduzierbares Verfahren, dass in den Platten- bzw. Profizuschnitt integriert oder nachgeschaltet die freibleibenden Kanten bearbeitet, eine Alternative zum derzeit üblichen manuellen Beschleifen. Es würden durch eine Automatisierung Kosten und Zeit eingespart, der Werker durch eine Verringerung von Staub, Lärm und Arbeiten in erzwungener Körperhaltung entlastet. Die Anforderungen bestehender Regelwerke unterscheiden sich hinsichtlich der freien Kanten in Form und Geometrie. Die Kantenform nach der neusten Schiffbaurichtlinie der IMO definiert den Radius der Kante mit e 2 mm, neben dem manuellen 3-fach-Kantenbrechen sind auch andere Verfahren erlaubt, waren jedoch bisher nicht erprobt. In Rahmen eines kürzlich abgeschlossenen Verbundforschungsvorhabens wurden umfangreiche experimentelle Untersuchungen unter industrienahen Bedingungen durchgeführt, um mit verschiedenen automatisierten Plasmaschneid- und schweißtechniken und deren Kombinationen eine beschichtungsgerechte Kantenvorbereitung zu erzielen. Es wurden verschiedene Fasen und Radien hergestellt, präferiert wurde das thermische Runden eines Kantenradius von 2 mm. Eine wesentliche Aufgabe bestand in der Kombination der vorhandenen automatischen Führungs- und Bearbeitungstechniken der beteiligten Werften mit dem Kantenbearbeitungsprozeß. Es wurde ein Verfahren entwickelt, um das robotergeführte thermische Kantenrunden in den automatisierten Profilzuschnitt zu integrieren und damit die vorhandenen Anlagen und Abläufe optimal zu nutzen. Brennerstellung und Plasmastrahlzustellung des Plasmaschweißbrenners werden programmiert und mit einem 6-Achs-Roboter geführt, die Kontur wird mit einem CNC-Portal abgefahren. Dabei werden von einer Bearbeitungsseite sowohl Ober- als auch Unterkante gerundet, der gemeinsame Tool-Center-Point für Schneid- und Rundungswerkzeug ermöglicht hohe Bearbeitungsgenauigkeiten. Die Ergebnisse der kombinierten Schneid-, Schweiß- und Automatisierungstechnologien unter den typischen Bedingungen eines kooperierenden Werftpartnerns werden mittels Vortrag und Video vorgestellt. |