RoboGrinder: KI-basiertes Schleifsystem erlernt Bearbeitung komplexer Werkstoffe

Bei der Veredelung von Fensterrahmen oder Holzleisten kommt die sogenannte Profilummantelung zum Einsatz. Mit dem Verfahren werden Dekormaterialien exakt passend auf ein Trägermaterial laminiert. Die Düspohl Maschinenbau GmbH entwickelt und fertigt Profilummantelungs- und Kaschieranlagen für die holz-, kunststoff- und metallverarbeitende Industrie. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IEM revolutionierte der Maschinenbauer die Branche mit einer vollautomatisierten Anlage. Auch wenn sich die „RoboWrap“ autonom für neue Produkte einrichtet, müssen die Ummantelungsrollen selbst in einem aufwändigen Prozess noch von Hand hergestellt werden. Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz sollen die Herstellung beschleunigt und Fehlerquellen reduziert werden.

Gemeinsam mit Düspohl entwickelte das Fraunhofer IEM ein neuartiges Schleifsystem mit KI-basierter Software und automatisierte erstmals einen rein händischen Produktionsschritt des Maschinenbauunternehmens. Die Roboterzelle soll das Schleifen der komplexen Ummantelungsrollen selbstständig erlernen. Dieser Herausforderung begegnet der RoboGrinder mit einem hybriden Ansatz, für den leistungsstarke KI-Technologien mit bewährten Methoden der Regelungstechnik gekoppelt wurden. Ein eigens für den Prozess programmiertes Machine-Learning-Modul sagt zudem mögliche Schleiffehler voraus. Sie werden zur Korrektur der Basisregelung genutzt und ermöglichen es, die gummiartigen Rollen direkt auf Maß zu schleifen.

Auf diese Weise hält das vom Fraunhofer IEM entwickelte System den Schleifprozess zuverlässig im gewünschten Betriebsbereich, verhindert Fehler, steigert die Produktivität und arbeitet bis zu 40% schneller als konventionelle Methoden. Mit der Kombination von Künstlicher Intelligenz und Regelungstechnik lassen sich auch andere manuelle Prozesse vertrauenswürdig automatisieren, bei denen dies über übliche Automatisierungstechnik bisher nicht gelingt. Für die Zukunft plant Düspohl, den mit dem Fraunhofer IEM konzipierten Prototypen zu konkreten Produkten weiterzuentwickeln.