Seit Februar ist die PROFACTOR-Eigenentwicklung Candelor als Download verfügbar. Vereinfacht gesagt handelt es sich dabei um eine „Software-Bibliothek“ zur Interpretation von 3D-Szenerien. Eingesetzt wird es dort, wo es um das exakte Erkennen und Finden von Teilen geht. Das Video zeigt am Beispiel eines Grauguss-Rohteils, wie Candelor funktioniert. Das STL-Modell des Bauteils wird hochgeladen. Candelor berechnet, welche Parameter zur Erkennung des Objekts in ungeordneten Umgebungen relevant sind. Von einer derartigen Umgebung wird mittels eines 3D-Scan eine Punktewolke erzeugt, der relevante Bauteil wird – unter zahlreichen anderen Bauteilen – sicher detektiert. Anwendung findet Candelor unter anderem beim Griff in die Kiste. Der Vorteil gegenüber bisherigen Lösungen ist die Benutzerfreundlichkeit von Candelor, eine händische Konfiguration ist so gut wie unnötig.

Eine Testversion von Candelor kann gratis bezogen werden – sie hat die vollen Funktionsumfang und kann 50 Mal verwendet werden.

“Das 3D-Printing wird sich in den kommenden Jahren mit Sicherheit zu einer industriellen Schlüsseltechnologie entwickeln“, sagt Pichler. “Solche additiven Produktionstechnologien werden in Zukunft nicht nur die Herstellung fast aller denkbaren Produkte erlauben, sondern auch die Produktion an fast allen Orten. Das 3D-Printing wird neue Chancen für dezentrale Manufakturen schaffen, Arbeitsplätze werden wieder dort entstehen, wo die Menschen leben.“

Grenzen zwischen Designern, Kunden und Produzenten schwinden

Die Vernetzung von Designern, Kunden und Produzenten könne aber auch die Abläufe klassischer Industrieproduktion auf den Kopf stellen. Pichler: „Dezentrale Manufakturen, die in weltweiten Netzwerken kollaborativ arbeiten, eröffnen auch die Perspektive auf eine Demokratisierung der Kapitalflüsse. Dieses ‚Social Manufacturing‘ wird eine Säule der Dritten Industriellen Revolution.“

ReconstructMe sorgt für die technologische Basis der 3D-Druckens

PROFACTOR forscht in dem Zusammenhang unter anderem an 3D-Modellierung und Rapid Prototyping. Die Eigenentwicklung ReconstructMe ermöglicht eine 3D-Modellierung in Echtzeit. Die Anwendungsmöglichkeiten des im Rahmen von Open Innovation weiterentwickelten Projekts sind nahezu unbeschränkt: Sie reichen von der klassischen Erstellung von CAD-Daten von Bauteilen über Orthopädie bis zur 3D-Modellierung von Baufortschritten oder der Abbildung von archäologischen Ausgrabungen.

Im Bild (v.l): Gunter Mayrhofer (Vizebürgermeister der Stadt Steyr, Wirtschaftskammerobmann Steyr), Andrea Möslinger (PROFACTOR Geschäftsführerin), Rudolf Trauner (Obmann Wirtschaftkammer OÖ), Eduard Riegler (Bezirksobmann Wirtschaftsbund), Helmut Templ (Bezirksgeschäftsführer Wirtschaftsbund).

Besuch aus der  Wirtschaftskammer Oberösterreich und vom oberösterreichischen Wirtschaftsbund konnten wir am Dienstag (31. April) im Technologiehaus in Steyr begrüßen. Die Delegation erhielt eine Führung durch die PROFACTOR Labors. Präsentiert wurden das Projekt ShowMe, die Nanotechnologie-Forschung sowie die Eigenentwicklung ReconstructMe. Wirtschaftkammer-Obmann Rudolf Trauner konnte sich von der Leistungsfähigkeit des 3D-Modellierungssystems “am eigenen Leib” überzeugen. Er wurde in Sekundenschnelle eingescannt (Bild).

Wirtschaftskammer-Obmann Rudolf Trauner im 3D-Scan. Die Modellierung erfolgt mit ReconstructMe in Sekundenschnelle

PROFACTOR forscht seit Jahren an innovativen Möglichkeiten der Wärmefluss-Thermografie für eine Inline-Qualitätskontrolle. Die Anforderungen der Materialprüfung gehen über die klassische Oberflächenkontrolle hinaus. Das betrifft den Motorblock in der Automobilindustrie ebenso wie das Verbundmaterialbauteil in der Luftfahrtindustrie. Auch Risse und Fehler im Inneren des Bauteils müssen zuverlässig erkannt und aussortiert werden – und das im Takt der Produktion. PROFACTOR kombiniert Methoden und Algorithmen aus der Robotik und aus der Bildverarbeitung, um allen Anforderungen der Industrie gerecht zu werden.

 „Thermovideos“ liefern die Daten

Das System besteht – vereinfacht gesagt – aus einer Wärmequelle und einer Thermokamera. Diese liefert ein „Thermovideo“. Der zeitliche Verlauf der Wärmeausbreitung liefert Informationen über Fehlstellen aus dem Bauteilinneren. Damit können auch Risse detektiert werden, für die es an der Oberfläche keine Hinweise gibt. Um Taktzeiten einzuhalten, müssen die Aufnahmen in der Bewegung aufgenommen werden. Die Auswertung muss diese Bewegungen berücksichtigen.

 Bauteile mit komplexer Geometrie

Bei Bauteilen mit komplexer Geometrie ist eine optimale Bewegungsplanung des Roboters nötig. Die Maschine positioniert dank ausgeklügelter Pfadplanung auch Bauteile wie Kurbelwellen so vor dem Inspektionssystem, um eine vollständige Qualitätsprüfung zu ermöglichen.

Auch in rauer Umgebung einsetzbar

Auch in rauer Industrieumgebung kann die Thermografie zur Erkennung von Strukturfehlern unter der Oberfläche eingesetzt werden. Selbst Stahlrohre mit einer Temperatur von 1.000 Grad Celsius und einer Geschwindigkeit von 23 km/h können einer 100-prozentigen Kontrolle unterzogen werden.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die Wärmeflussthermografie zielt auf einen breiten Einsatz in der Produktion ab:

• Risskontrolle in einfachen und komplexen Bauteilen
• Qualitätskontrolle von Fügeverbindungen (zum Beispiel Schweißnähte oder Verklebungen)
• Dickenmessung
• Bestimmung der Temperaturleitfähigkeit.

Ein wesentlicher Vorteil der Wärmefluss-Thermografie: Sie arbeitet berührungs- und zerstörungsfrei. Auch die Nachteile der manuellen Qualitätskontrolle mit fluoreszierenden und magnetischen Partikeln fallen weg.

Das Projekt baut auf kognitive Bildverarbeitung auf

Projektleiter Christian Eitzinger: „Das Projekt, das zum Teil auf kognitiver Bildverarbeitung ist natürlich sehr grundlagenlastig. Langfristig sollen daraus Serviceroboter entwickelt werden, die mit komplexen Objekten umgehen können.“ Vereinfacht gesagt. Das System muss erkennen können, was am Tisch liegt, und daraus Schlüsse ziehen können, wie die Teile gegriffen und platziert werden, und zwar in der richtigen Reihenfolge. Auch auf unerwartete Änderungen in der Umgebung muss der Roboter reagieren können.

Der Greifarmroboter hat eine Aufgabe gelöst

Die Fortschritte wurden vor wenigen Wochen demonstriert – am Beispiel eines klassischen Greifarmroboters, der in dem Projekt neben einem humanoiden Roboter (Bild, credit:  IIT) zum Einsatz kommt. Er hat die ihm gestellte Aufgabe, aus einer Reihe von unterschiedlichen Bauklötzen einen höchstmöglichen Turm zu bauen, gelöst. PROFACTOR konzentriert sich in dem Projekt auf die Sensorik und die Bildverarbeitung. Dabei setzt man auf eine Kombination von 2D- und 3D-Bildverarbeitung. Dies ermöglicht dem System, sowohl Farben als auch Formen bestmöglich zu erkennen.

Der Girl’s Day bei PROFACTOR ist schon längst Tradition.  Auch heuer (25. April) nutzten rund  15 Schülerinnen im Alter von 13 und 14 Jahren im Technologiehaus in Steyr die Gelegenheit, um den PROFACTORianern in den Labors über die Schulter zu blicken. Die ForscherInnen gaben einen Einblick in den Welt der Nanotechnologie, der Roboter, der CO2-Forschung und der Spielkonsolen – oder besser gesagt: Was Softwareingenieure damit alles anstellen können.

Besuch bekamen wir zu dieser Gelegenheit auch von Christine Lengauer (Vizepräsidentin der Arbeiterkammer Oberösterreich),  Dr. Gudrun Kainz (AK-Koordinatorin für  den Girl‘s Day) und Bettina Stadlbauer (Frauenreferentin des ÖGB Oberösterreich).

Der Girl’s Day ist übrigens ein internationaler Aktionstag. Er soll Mädchen für technische Berufe und Naturwissenschaften begeistern. PROFACTOR kann sich als Forschungsunternehmen in dieser Frage durchaus sehen lassen. Rund 30 Prozent der MitarbeiterInnen sind weiblich.

Mobiler Roboter “pendelt” zwischen den Stationen

In der Luftfahrtindustrie besteht besonderer Bedarf an innovativen Automatisierungslösungen. Die zumeist großen Bauteile – man denke nur an Tragflächenteile – werden in der Regel in stationären Arbeitszellen bearbeitet Die Montage- und Inspektionstätigkeiten in einer Zelle betragen oftmals mehrere Tage. Herkömmliche, stationäre Roboter machen in einer derartigen Produktionsumgebung wenig Sinn. Der Ausweg ist ein mobiler und flexibler Roboter, der zwischen den Arbeitszellen „pendelt“ und dort nacheinander seine Aufgaben erfüllt.

Zwei exemplarische Aufgaben

Zwei examplarische Aufgaben soll die mobile Assistenzplattform am Ende des Projekts bewältigen können. Erstens: die optische Kontrolle der Verarbeitungsgenauigkeit von großen Flächen – zum Beispiel der Abdeckelemente von Turbinen Zweitens: Das automatische Auftragen von Dichtmasse entlang einer Nut. Das ist eine Aufgabe, die es entlang fast der gesamten Produktionslinie zu bewältigen gibt, und die bislang manuell durchgeführt wurde. Das System soll die Produktivität in diesen Bereichen deutlich verbessern.

PROFACTOR entwickelt Bildverarbeitung

PROFACTOR konzentriert sich in dem Projekt auf ein Bildverarbeitungssystem für die automatische Qualitätskontrolle. Außerdem fließt die in anderen Forschungsprojekten zu Assistenzsystemen gesammelte Expertise bei der Mensch-Maschine-Kooperation ein.

Aus der im Projekt VALERI entwickelte Plattform sollen nicht nur der Luftfahrtindustrie und Konzerne Nutzen ziehen können. Von der Adaptivität und Flexibilität des Systems sollen auch KMU und Produktionsbetreibe, die Kleinserien herstellen, profitieren.

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Industrie ist immer mehr interessiert

Seit mehr als sieben Jahren beschäftigt sich Mühlberger mit seinem Team mit der NIL. Bereits in der zweiten Periode koordiniert er den Forschungscluster NILaustria. „Das Interesse der Industrie an der Technologie steigt spürbar“, sagt Mühlberger. In früheren Jahren sei das Thema NIL noch als sehr grundlagenlastig wahrgenommen und ein wenig abwartend beäugt worden. „Jetzt können immer mehr konkrete Anwendungen präsentiert werden, die das Potenzial der NIL für innovative Produkte oder effiziente Prozesse verdeutlichen.“ Dass die Nanoimprint-Inititiative im kommenden Jahr ausläuft, beunruhigt Mühlberger nicht. Bereits im Jahr 2012 sind im Call „Intelligente Produktion“ Projekte mit NIL-Bezug eingereicht worden.

Visualisierung komplexer Zusammenhänge

Das preisgekrönte System kombiniert die 4D-Visualisierungs- und Planungssoftware IPO.Log mit dem integriertem Erfassungssystem IPO.Eye (Bild). Die Technologie soll durch die Visualisierung komplexer Zusammenhänge die die Produkt- und Prozessplanung von Fertigungsunternehmen revolutionieren.

Kein zeitraubendes Ausmessen mehr

Dem eigentlichen Ziel der “Montageplanung” gingen bislang langwierige Scan-Vorgänge und die Aufbereitung der Daten zum 3D-CAD-Modell voraus. Das zeitraubende und teure Ausmessen von Montagelinie und Erfassen von Regalen, Ladungsträgern und Stationen soll mit dem neuen System wegfallen. In der Automobilindustrie wird das – laut dem Unternehmen weltweit einzigartige – Softwarewerkzeug zur Planung und Optimierung von Montagestationen bereits erfolgreich eingesetzt.

In einem Filmbeitrag von der LogiMAT wird das ausgezeichnete Produkt erklärt.

Candelor wird unter anderem in Kombination mit ReconstructMe – ebenfalls eine Eigenentwicklung von PROFACTOR – eingesetzt. Candelor sorgt zudem dafür, dass die Datenaufnahme bei ReconstructMe robuster ist.

Auf der Website kann eine Gratisversion heruntergeladen werden. Sie hat den vollen Funktionsumfang, ist aber auf eine 50-malige Verwendung beschränkt. Die Kaufversion kostet 4.990 Euro (Einzelplatzlizenz) und hebt diese Einschränkung auf.

Die Macher von Candelor freuen sich – ebenso wie ReconstructMe – im Sinne von Open Innovation auf Feedback der User.