Aktive bildbasierte Zuführung von Kleinteilen mithilfe aerodynamischer Schikanen

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Annika Raatz
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528450120

Moderne Produktionssysteme sind vielseitigen Anforderungen im Hinblick auf Variantenflexibilität und Planungsunsicherheiten sowie einem erhöhten Kostendruck ausgesetzt. Die Zuführtechnik als entscheidender Baustein automatisierter Montagesysteme muss diesen Anforderungen gerecht werden. Das Ziel dieses Vorhabens ist daher die Erforschung von Methoden zur aktiven, bildbasierten Zuführung von Bauteilen mithilfe aerodynamischer Orientierungsmodule. Durch das aktive Verfahren können hohe Zuführraten erreicht werden, während durch den Einsatz von Bildverarbeitung und aerodynamischer Aktoren eine hohe Flexibilität im Hinblick auf die Bauteilgestalt erreicht wird. Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll durch die Entwicklung eines Simulationsmodells zur Planung des Orientierungsprozesses und das Trainieren der Bildverarbeitung mithilfe von CAD-Daten die Rüstzeit nahezu vollständig vermieden werden und somit die Flexibilität und Planbarkeit des Betriebsmittels Zuführeinrichtung deutlich gesteigert werden. Aufgrund der Anwendung aerodynamischer Schikanen werden zur Umrüstung des Systems dabei keine Änderungen an der Hardware notwendig sein, was zusätzlich zu einer gesteigerten Flexibilität auch zu einer Ressourcenschonung und somit erhöhten Nachhaltigkeit beiträgt. Konkreter Forschungsbedarf besteht in der Entwicklung eines Simulationsmodells, welches stabile Bauteillagen berechnen und die nötigen Orientierungsschritte ableiten kann. Ebenfalls müssen Anzahl, Art und Position der aerodynamischen Schikanen aus dem zu definierenden Bauteilspektrum abgeleitet werden, sodass eine maximale hardwareseitige Flexibilität gewährleistet wird. Um das Trainieren der Bildverarbeitung offline, mithilfe von CAD-Daten, zu ermöglichen, muss weiterhin eine robuste Methode zur Erzeugung der notwendigen Trainingsdatensätze in Form gerenderter Bilder erarbeitet werden. Eine besondere Herausforderung besteht dabei im Schließen der Domain Gap zwischen den künstlich erzeugten und den von der echten Bildverarbeitung aufgenommenen Bildern der Werkstücke. Abschließend werden die erforschten Methoden in einem Funktionsmuster, welches den Anforderungen moderner Produktionssysteme gerecht wird, zusammengeführt und mithilfe zuvor abgeleiteter Validierungswerkstücke anhand definierter Kriterien evaluiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen