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'22
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Fuzzy Logic Robotics
Fuzzy Logic macht die Robotik bei MBDA agil
MBDA ist ein führender europäischer Hersteller im Bereich Luft- und Raumfahrt und Rüstung, der sich auf die Entwicklung von Flugkörpern und Flugkörpersystemen für den operativen Bedarf der drei Teilstreitkräfte (Heer, Marine und Luftwaffe) spezialisiert hat. Der Standort von MBDA France in Bourges ist auf die Herstellung von taktischen Flugkörpern spezialisiert, wobei mehrere Schlüsseltechnologien zum Einsatz kommen: mechanische Fertigung (Metall und Verbundwerkstoffe) und elektromechanische Montage. Das Unternehmen wollte bestimmte Prozesse in der Kleinserien- oder sogar Einzelfertigung robotisieren, indem ein Bediener ohne Programmierkenntnisse dem Robotersystem in wenigen Sekunden den auszuführenden Prozess beibringt und den Zyklus dann ohne menschliche Aufsicht mit vollem Vertrauen ausführt. Das Repplix-Anwendungssoftwaremodul von Fuzzy Logic erfüllt alle Aspekte dieser Anforderung auf kostengünstige Weise. Als erster Anwendungsfall wurde die mühsame, manuelle Reinigung der Formen für die Herstellung von Verbundbauteilen gewählt.
Am Standort Bourges von MBDA France werden zahlreiche Kleinserien von Verbundbauteilen hergestellt, die geformt werden müssen. Jede Form wird vor dem Einsatz in der Produktion manuell gereinigt. Dieser Vorgang ist komplex: Die zu behandelnden Teile sind vielfältig und zahlreich, und bei jeder Serie kann die Menge der zu entfernenden Rückstände und deren Position variieren. Dieses Verfahren ist mühsam und erfordert außerdem den Schutz des Bedieners vor der Einwirkung giftiger Substanzen.
Vincent RAFIN, Leiter des Projekts Fabrik der Zukunft bei MBDA, erklärt: „Bei MBDA suchen wir nach Flexibilität, wenn es um die Robotisierung geht. Wir wollen Aufgaben robotisieren, die bei unseren Bedienern Muskel-Skelett-Erkrankungen verursachen und die in bestimmten Fällen bei der Produktion von sehr kleinen Serien oder sogar Einzelteilen auftreten, so dass wir die einmaligen Kosten für die Programmierung so gering wie möglich halten müssen. Die Programmierung eines Roboters, der die Bahnen eines Lasers definiert, ist für die Kleinserienfertigung nicht der richtige Ansatz, sie ist zeit- und kostenaufwändig und muss von einem Fachmann für Robotik durchgeführt werden.“
Um sich beraten zu lassen, wandte sich MBDA an Meliad, einen anerkannten Experten in der Luft- und Raumfahrtindustrie für Oberflächenvorbereitung und Laserentschichtung, sowie an Staubli. Letzterer empfahl dann Fuzzy Logic, aufgrund seiner universellen, visuellen Programmierlösungen.
Programmierung eines Laserstrippers im laufenden Betrieb mit einem nicht-robotischen Bediener
Fuzzy Logic entwickelte Repplix™, eine Erweiterung der Fuzzy Studio™ Software, in Zusammenarbeit mit MBDA.
Ein tragbares Lerngerät, das vom Bediener mit seinem Wissen über die Anwendungsaufgabe gesteuert wird, bringt der Repplix™-Software die erste Laserausrichtung bei. Eine Überwachungsfunktion, die über einen in Fuzzy Studio™ erstellten digitalen Echtzeit-Zwilling der Roboteranlage ausgeführt wird, berücksichtigt die Kollisionsüberwachung und die Durchführbarkeit der Trajektorien in der Umgebung des Roboters. Es werden Alarmparameter eingerichtet. Die Erfassung der Trajektorien kombiniert mehrere Prozessparameter wie Laserauslösung und Leistung. Der Bediener, der kein Fachmann für Robotik ist, kann über die grafische Oberfläche auch nach der Lernphase die Trajektorie und die Prozessparameter ändern.
Von diesem digitalen Zwilling aus wird dann der Zyklus gestartet und der Roboter bewegt sich mit dem Laser, geführt durch die genaue Erfassung der vom Bediener gelernten Bahn. Die Geschwindigkeit, mit der der Roboter arbeitet, wird direkt in der Software eingestellt, sie kann von der Geschwindigkeit in der Lernphase abweichen. Der Zyklus wird vom Roboter autonom durchgeführt, ohne dass eine Überwachung durch den Bediener erforderlich ist. Derselbe Prozess, der nur wenige Minuten dauert, wird für jede neue Serie von Formteilen durchgeführt.
Repplix™ ist eine Softwarelösung der anderen Art, die sich hervorragend für die Robotisierung von industriellen Prozessen wie diesen eignet
Die auf diese Weise entwickelte Lösung wird millimetergenau ausgeführt und kann in Zukunft auf noch anspruchsvollere Anwendungen erweitert werden. Die manuelle Bedienung kann problemlos reproduziert werden, da das Lerngerät das reale Werkzeug darstellt und nicht direkt mit dem Roboter verbunden ist. Der Bediener steuert die Ausführung und Planung der Bewegung selbst mit Hilfe der Software und der parametrisierten Warnmeldungen.
Die Zeit, die für die Programmierung der Formenreinigung benötigt wird, verkürzt sich von mehreren Stunden auf nur wenige Minuten. Die Produktivität wird durch die Automatisierung des Reinigungsvorgangs erhöht und die Risiken für den Bediener werden reduziert. Dies macht die Robotisierung dieses Vorgangs sowohl in Bezug auf HSE als auch auf die Wirtschaftlichkeit rentabel.
Ryan LOBER, CEO von Fuzzy Logic, fügt hinzu: „Mit Repplix™ wird der Roboter zu einem Präzisionswerkzeug in den Händen des Bedieners. Unsere Lösung ermöglicht es ihm, seine Aufgabe völlig autonom zu automatisieren, ohne dass ein Spezialist eingreifen muss. Ein weiterer Vorteil ist, dass Repplix™ so konzipiert ist, dass sie sofort eingesetzt werden kann, ohne dass eine wirkliche Schulung erforderlich ist. Unsere Lösung ermöglicht die Robotisierung von Prozessen, bei denen dies bisher nicht möglich war. Und kaum haben wir die erste Anwendung abgeschlossen, wird Repplix™ bereits von anderen Anwendern in Europa eingesetzt.“
Nicolas GAUTIER, Robotics Technical Lead bei MBDA, erklärt: „Dieser technologische Baustein ist duplizierbar, er wird für diesen ersten Anwendungsfall im ersten Quartal 2022 verfügbar sein. Darüber hinaus arbeitet MBDA bereits an der Erweiterung auf neue Anwendungen. Zum Beispiel Sandstrahlen, Lackieren, Schweißen oder Wasserstrahlschneiden. Diese Anwendungen haben alle komplexe Trajektorien, die programmiert werden müssen. Mit herkömmlichen Werkzeugen bräuchten wir hochqualifiziertes Personal und sehr viel Zeit, so dass die Programmierung sehr kostspielig wäre. Fuzzy Logic hat mit Repplix™ nun dieses Hindernis beseitigt, die eine kosteneffektive Automatisierung solcher Anwendungen verhindert hat.“
Jean-Michel DUCHAZEAUBENEIX, CEO von Meliad, erläutert, wie Repplix™ neue Perspektiven für Laserstripping-Anwendungen eröffnet: "Wir bieten Roboterlösungen für das Entschichten mit Laser an, aber diese Robotisierung ist nach wie vor kompliziert, da sie von Spezialisten durchgeführt werden muss. Die Programmierung einer Trajektorie für eine Kleinserie, wie bei MBDA, verursacht prohibitiv hohe Einmalkosten, die das Projekt direkt zunichtemachen. Repplix™ bietet uns die Möglichkeit, unsere Laserlösungen schnell und einfach in einem breiten Spektrum von Reparatur- oder Wartungsanwendungen einzusetzen, die bisher nur schwer zu realisieren waren, sei es in der Luftfahrtindustrie oder in der Nuklear- und Verteidigungsindustrie. “
Denis GARDIN, Direktor für Innovation und Zukunftstechnologien bei MBDA, erklärt zusammenfassend: „Diese Innovation ist das Ergebnis der Vision von MBDA-Ingenieuren und Betreibern, denen es in enger Zusammenarbeit mit innovativen KMU gelungen ist, den ersten Schritt zur Umsetzung einer Roboterlösung zu machen, die dank der Programmierung durch nicht-invasive Erfassung des Know-hows der Bediener die Kostenschwelle für eine breite Palette von Anwendungsfällen durchbricht.“
flr.io
