DrapeBot

Projektbeschreibung

Im Projekt DrapeBot wurde ein kollaboratives Robotersystem für das Drapieren von Kohlefaserverbundbauteilen entwickelt. Während der Roboter großflächige, wenig gekrümmte Bereiche der Bauteile automatisiert drapiert, übernimmt der Mensch die stärker gekrümmten und schwer zugänglichen Zonen, in denen Erfahrung und Fingerspitzengefühl gefragt sind. Große Zuschnitte, die mehrere Meter lang sein können, werden gemeinsam von Mensch und Roboter bewegt – sicher, präzise und wiederholgenau.

Ein Schwerpunkt liegt auf der Effizienz der Kooperation: DrapeBot soll einen echten Mehrwert gegenüber rein manuellen oder rein robotischen Prozessen bieten. Dazu kommen kamerabasierte Sensorik zum Einsatz, die in einer echtzeitfähigen Rückkopplung die Bewegungen des Roboters dynamisch anpasst. So wird ein intuitives, sicheres Zusammenarbeiten von Mensch und Roboter ermöglicht.

Die Demonstration erfolgte an zwei Roboteranlagen. Bei PROFACTOR wurde ein kooperative Anlage mit eine großen Industrieroboter aufgebaut, die das volle Spektrum an Mensch-Roboter Kollaboration darstellen konnte und für die Anwendungsbeispiele im Automobilbereich und im Bootsbau verwendet wurde. Bei DLR wurde eine Roboterzelle aus zwei Robotern aufgebaut, mit der beschränkte Kooperationsmöglichkeiten an einem Anwendungsfall aus der Luftfahrt demonstriert werden konnten.

Der Fokus der Entwicklungen lag vor allem auf der Effizienz des kollaborativen Prozesses. In der abschließenden Demonstration konnte eine deutliche Verbesserung gegenüber dem bisher rein manuellen Prozess erzielt werden.

Projektziele und technische Innovation

Zentrales Ziel von DrapeBot ist es, die automatisierte Fertigung von Faserverbundbauteilen zu verbessern und kollaborative Robotik für komplexe Drapieraufgaben industriell nutzbar zu machen.

Die wichtigsten technischen Innovationen umfassen:

• Kollaboratives Robotersystem fürs Drapieren: Aufgabenteilung zwischen Mensch und Roboter, abgestimmt auf Geometrie und Komplexität der Bauteile.
• Flexibler, modularer Greifer: Ein neu entwickelter Greifer mit integrierter Sensorik überwacht Position der Zuschnitte sowie Verformung des Gewebes und stellt eine technisch einwandfreie Drapierqualität sicher.
• Echtzeitfähige Sensorintegration: Kamera-basierte 3D-Sensoren liefern Daten für die adaptive Bahnplanung und sichere Mensch-Roboter-Interaktion.
• Fokus auf Anwendbarkeit & Vertrauen: Begleitende Studien zu Akzeptanz, Ergonomie und Vertrauen stellen sicher, dass DrapeBot auch in realen Produktionsumgebungen effizient eingesetzt werden kann.

Anwendung & Nutzen für die Industrie

DrapeBot adressiert Unternehmen im Faserverbund-Leichtbau, insbesondere in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil, Bootsbau und Windenergie. Das System:

• steigert Prozesssicherheit und Reproduzierbarkeit beim Drapieren von Kohlefaserverbundbauteilen,
• reduziert manuelle Belastung und verbessert die Ergonomie für Fachkräfte,
• ermöglicht skalierbare, teilweise automatisierte Fertigung auch bei großen, komplexen Bauteilen,
• unterstützt den Weg zu Industrie 4.0-fähigen Fertigungszellen mit integrierter Sensorik und Machine Vision.