Untersuchung eines Verfahrens zur simulationsbasierten Optimierung von Roboterbahnen für das thermische Spritzen

Automatisierte Bahnplanungs- und Optimierungsmethoden (BPOM) für thermische Spritzprozesse finden trotz vielfach vorhandener Robotertechnik nur eingeschränkt Anwendung in der industriellen Praxis, insbesondere bei kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU). Ein besonderes Problem ist der für komplex geformte Werkstücke hohe Arbeitswand zur Erstellung von Roboterbahnen, welche unter Berücksichtigung der Roboterdynamik die gewünschte Schichtdickenverteilung erzielen. In diesem Beitrag wird ein weitgehend automatisches, rechnergestütztes Verfahren untersucht, welches eine gegebene Roboterbahn, die bereits eine mögliche Lösung des Beschichtungsproblems darstellt, in eine Bahn adaptiert, welche eine optimierte Schichtdickenverteilung erzielt. Das Verfahren setzt eine Simulation zur Ermittlung des Schichtbildungsvorgangs während der Ausführung einer Roboterbahn ein. Die Optimierung erfolgt lokal durch ein effizientes Gradientenabstiegsverfahren. Eine experimentelle Evaluierung zeigt das Potenzial des Verfahrens.