Roboter mit Defektscanner und Defektreparatur

Bauholz. Astlöcher müssen aus Paneelplatten händisch und zeitlich aufwendig beseitigt werden. Der an der TU Wien entwickelte Holz-Pat-Roboter beseitigt derartige Schwachstellen zuverlässig.

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Jede Holzplatte ist für sich einzigartig. Die Astlöcher sind unterschiedlich groß, unterschiedlich verteilt, unterschiedlich fest bzw. widerstandsfähig. „Deshalb musste die Automatisierung unseres Holz-Pat-Roboters so gestaltet werden, dass dieser mit der Variantenvielfalt umgehen kann und stets einen optimalen Betrieb gewährleistet“, sagt Andreas Kugi. Der an der TU Wien entwickelte Roboter erkennt Fehler in hölzernen Schalungsplatten und bessert diese automatisch aus.

Die TU-Professoren Andreas Kugi, Leiter des TU-Instituts für Automatisierungs- und Regelungstechnik, und Georg Schitter haben mit ihren Forschungsgruppen und mit Wirtschaftspartnern ein Verfahren entwickelt, mit dem Holzplatten vollautomatisch bearbeitet werden. Die derzeitige zuverlässige Bereitstellung dieser Platten ist zeitaufwendig und personalintensiv. In jedem einzelnen Brett müssen jene Stellen, in denen ein Stück Ast bei einer mittleren Beanspruchung herausfallen kann, behandelt werden, also die Stelle ausgebohrt und mit festem Holz ersetzt werden.

Der Anstoß zum Projekt kam von der Firma Microtec-Industrieautomation in Brixen, Italien. „Die TU Wien hat als Partner in einem von der FFG geförderten Vorgängerprojekt erste Untersuchungen zur systematischen Integration von Echtzeitbilderfassung und adaptiver Bewegungssteuerung mit synchroner Kommunikation durchgeführt“, sagt Andreas Kugi. Im Rahmen des EU-Projekts Hol-I-Wood PR wurden in den Jahren 2012 bis 2014 weitergehende konkrete industrielle Aufgabenstellungen in der holzverarbeitenden Industrie gefördert. Dazu kam als Partner das Sägewerk Lip Bohinj in Slowenien, wo eine Prototypenanlage errichtet werden konnte.

 

Von Algorithmen zum Produkt

Die Aufgaben der TU Wien reichten von der Entwicklung der Algorithmen zur optimalen Patch-Platzierung und Bahnplanung über die Modellierung, Simulation, Steuerung und Regelung der einzelnen Komponenten bis hin zur Gesamtintegration der Anlage für einen fehlerfreien automatisierten Betrieb mit einer höchstmöglichen Anlagenauslastung. „Die Gesamtintegration der Prototypanlage erfolgte vor Ort beim Projektpartner Lip Bohinj, wesentliche Teile der Anlage wurden zuvor an unserem Institut für Automatisierungs- und Regelungstechnik aufgebaut“, sagt Kugi. So konnte die Funktionsfähigkeit der entwickelten Algorithmen vorab getestet werden.

Die Holzplatte wird in die Maschinenkonstruktion eingeführt. In einem ersten Schritt erkennt der Defektscanner die zu bearbeitenden Astlöcher. Dann – die Platte bewegt sich auf dem Laufband weiter – werden diese Stellen ausgebohrt und im dritten Schritt die nun bestehenden kreisrunden Löcher durch festes Holz ersetzt. Dabei kombinierte das Team an der TU Wien die synergetische Nutzung modernster Technologien aus den Bereichen der Kommunikations- und Informationstechnologie, Sensorik, Bildverarbeitung, Mechatronik sowie Systemtheorie und Regelungstechnik.

Dem nun entwickelten Prototypen kann eine Serienproduktion folgen. Nach Angabe der Firma Microtec sind die Zielgruppe Produzenten vom Leimholz, Leimbinder und Mehrschichtplatten. Die Rentabilität wird ab einer Jahresproduktion von fünf Millionen m2 bei Nadelholzpaneelen bzw. einer Million m2 Hartholzpaneelen gesehen.

IN ZAHLEN

1 bis drei Minuten dauert der Durchlauf einer Paneelplatte im Holz-Patch-Roboter – abhängig von der Zahl der auszubessernden Astlöcher.

12 Minuten und länger sind Fachkräfte bei der manuellen Ausbohrung und Holzeinsetzung tätig.

6Institutionen waren im Rahmen des EU-Forschungsprojekts Hol-I-Wood PR als Partner der TU Wien bei der Entwicklung des automatisierten Verfahrens beteiligt.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 05.12.2015)

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