Technische Universität Hamburg-Harburg – Institut für Konstruktion und Festigkeit von Schiffen
Prof. Dr.-Ing. Martin-Christoph Wanner, Uwe Pfletscher, Peter Simon, Steffen Dryba
Das IGF-Vorhaben 15898 BR der Forschungsvereinigung Center of Maritime Technologies e.V. (CMT) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Der Bericht kann beim FSM bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an info(at)fsm-net.org
Zusammenfassung
Aufgrund von Richtlinien, die durch neu eingeführte Standards zum Beschichten von freien Kanten stahlbaulicher Strukturen im Schiffbau beschrieben werden, bestehen neue Vorschriften bei der Fertigung von Schiffen. Der Standard „PSPC“ verlangt, dass alle freien Kanten von Stahlstrukturen, die während des Betriebs des Schiffes mit Seewasser in Berührung kommen, durch gezielte Bearbeitung einen Kantenradius von > 2 mm aufweisen. Dadurch wird gewährleistet, dass beim Beschichtungsprozess ein homogenes Auftragen der Beschichtung erreicht wird. Diese freien Kanten treten u.a. an HP-Profilen auf, die Beschnitte an den Enden sowie innerhalb des Profils aufweisen.
Nach dem aktuellen Stand der Technik erfolgt die Kantenbearbeitung derzeit im Nachgang an den automatisierten Brennzuschnitt auf manuellen Arbeitsplätzen. Aufgrund der Vielzahl an zu bearbeitenden Kanten, die an den Profilen eines Schiffes auftreten, besteht ein großer Bedarf an einer Lösung zum automatischen Bearbeiten.
Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Machbarkeit einer Anlage zur automatischen Kantenbearbeitung nachzuweisen. Die wesentlichen Anforderungen an eine solche Anlage wurden im Vorfeld an das Forschungsprojekt wie folgt definiert:
- Die Anlage muss als nachgeschaltete Arbeitsstation im Anschluss an den Brennzuschnitt integrierbar sein. Des Weiteren soll sie autark arbeiten und somit die Programmierung zum Bearbeiten der Beschnitte selbständig vornehmen. Zudem soll die Anlage unabhängig von Datenströmen anderer Anlagen agieren.
- Das System soll möglichst kostengünstig in der Anschaffung sein.
Für die Realisierung einer solchen Anlage wurden zunächst der Stand der Technik des Prozesses sowie die dafür verfügbaren Werkzeuge analysiert. Darauf aufbauend wurde ein Konzept für eine automatisierte Arbeitsstation entwickelt, die mit Hilfe eines Roboters die freien Kanten automatisch fräst. Durch die Integration eines Kamerasystems und der Entwicklung einer angepassten Bilderkennungssoftware ist der Roboter in der Lage, die Beschnittarten eigenständig zu erkennen und mit dem Werkzeug abzufahren. Für den praktischen Nachweis der Funktionalität wurde ein Funktionsmuster einer solchen Anlage aufgebaut und die Funktionalität der Hard- und Software getestet.
Auf Grundlage dieses Versuchsstandes konnte gezeigt werden, dass die automatische Bearbeitung von Beschnittkanten unter Einhaltung der o.g. Anforderung möglich ist.
Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.
