Ziel des Ende 2021 gestarteten Forschungsprojekts RoboGrind ist es, die Refabrikation verschlissener Komponenten grüner Technologien wie Windradrotoren, Elektroantrieben oder Brennstoffzellen wettbewerbsfähig gegenüber der Neuproduktion zu machen, um eine durchgängige Nachhaltigkeit zu erreichen. Hierfür soll eine KI-basierte, flexible Automatisierungslösung zur robotergestützten Oberflächenbearbeitung entwickelt werden. Projektpartner sind die Universität Stuttgart, DHBW Karlsruhe, SHL AG und der Robotik-Experte ArtiMinds Robotics.

Damit grüne Technologien im Gesamtzyklus nachhaltig sind, ist die Wiederaufbereitung von verschlissenen Geräten und Teilen entscheidend. Die Refabrikation von z.B. Windradrotoren, Getriebezahnrädern, Batteriezellen oder Wasserstofftanks minimiert die Umweltbelastung, indem im Vergleich zur Neuproduktion weniger Rohstoffe und energieintensive Bearbeitungsschritte notwendig sind und zusätzlicher Materialtransport vermieden werden kann.

Da sich der Verschleiß hauptsächlich auf Form oder Oberflächeneigenschaften auswirkt, ist die Refabrikation bisher mit hohem Arbeitsaufwand verbunden. Auch bei einem roboterbasierten Bearbeitungsverfahren ist mit dem derzeitigen Stand der Technik eine sehr häufige manuelle und damit teure Adaption des Roboterprogramms notwendig. Dies macht die Neuproduktion häufig wirtschaftlicher, obwohl sie deutlich weniger nachhaltig ist.

Ziel des Forschungsprojekts RoboGrind ist es daher, eine KI-basierte, flexible Automatisierungslösung zu entwickeln, mit der sich der Roboter eigenständig für die Bearbeitungsaufgabe programmieren und einrichten kann.

Die DHBW Karlsruhe trägt mit ihrem Forscherteam rund um Prof. Marcus Strand, Leiter Studiengang Informatik, zu diesem Ziel durch die exakte automatisierte Oberflächenmodellierung bei. Hierbei wird ein sehr präzises Bewegungsanalysesystem verwendet, um hochgenaue Messgeräte zu positionieren und damit eine größere Oberfläche modellieren zu können. „Die Kombination des Bewegungsanalysesystems mit hochgenauen Laserscannern ermöglicht eine exakte Modellierung der Oberflächenbeschaffenheit und damit eine automatisierte Bearbeitung und Kontrolle der Oberflächen nach vorgegebenen Kriterien“, so Prof. Strand der DHBW Karlsruhe.

RoboGrind ist ein von InvestBW gefördertes Gemeinschaftsprojekt der DHBW Karlsruhe, der Universität Stuttgart sowie der SHL AG und wird vom Robotik-Software und Solution Provider ArtiMinds Robotics koordiniert. Die Projektergebnisse werden nach Projektende im September 2023 in den Angeboten der Partner verwertet.

Weitere Informationen: https://www.karlsruhe.dhbw.de/forschung-transfer/schwerpunkte-aktivitaeten/robogrind.html

Text: ArtiMinds, DHBW KA//STR, DI; Foto: Fraunhofer IPA, Rainer Bez