Robotiksystem für den Auftrag komplexer Schichtsysteme zur Funktionalisierung von Gebäudeoberflächen

Im Projekt PLOTBOT/CRAWLER der Forschungsplattform BAU KUNST ERFINDEN an der Universität Kassel wird eine neuartiger, webbasierter und sensorgeführter Bewegungsautomat für den Auftrag und die Erneuerung komplexer Schichtsysteme zur Funktionalisierung von Gebäudeoberflächen entwickelt. Die Entwicklung des Robotiksystems beinhaltet vier sich bedingenden Teilbereiche. Im Einzelnen sind dies:

- eine Hardware-Komponente ´all in one´ (Effektoren und Sensoren, mobile Basis)
- eine Software-Komponente systematisiert-flexible Steuerung
- eine Hardware-Software-Interface (Hardware bezogene Informationseingabe und -verarbeitung)
- sowie ein Webinterface für den technischen Support und zur Unterstützung des Anwender-Dialogs > (Database Zustandserfassung Wartung Modifikation).
Schwerpunkte der Entwicklung sind die Zusammenführung erprobter Verfahren des automatisierten Schichtauftrags und -erneuerung in einer Maschine sowie die Automatisierung des Entwurf-Lese-Verfahrens.

Mittels einer konsistent verzahnten Werkzeug-Software-Logik sollen Oberflächen aus Bauelementen beliebiger Geometrie instantan gesteuert oder nach Maßgabe einer zuvor digital erstellten Erstellungs- oder Bearbeitungssystematik beschichtet werden können. Das Vorhaben verfolgt ein innovatives Grundkonzept, das zurzeit ein Alleinstellungsmerkmal darstellt. Das vorhandene technische und wissenschaftliche Know-how der Antrag stellenden Partner deckt die erforderlichen Entwicklungsschritte ohne Redundanzen vollständig ab. Anwendbare Hard- und Softwarekomponenten und Bearbeitungsverfahren wurden von dem Antragsteller in Vorläuferprojekten entwickelt sowie in Voruntersuchungen und im Rahmen von Masterarbeiten überprüft. So wurde unter anderem im Rahmen des FuE-Projektes DysCrete (Förderkennzeichen: SWD-10.08.18.7-13.29) ein konsistentes CNC-Beschichtungsverfahren entwickelt. Dabei wurden unter anderem automatisierte Druckverfahren entwickelt und maschinentechnisch umgesetzt. Die benötigten Beschichtungsverfahren können mit speziellen, auf das jeweilige Bauteil abgestimmten steuerbaren Systemen erzeugt werden. Das Prinzip des Verbunds von informatischer, softwaretechnischer Komponenten mit physisch-mechanischen und elektronischen Teilen wurde im Rahmen des FuE-Projektes ´Joyn Machine´ (Förderkennzeichen: KF2364706KO4) exemplarisch entwickelt.

Die Entwicklung des Robotiksystems PLOTBOT/CRAWLER beinhaltet die vier sich bedingenden Teilbereiche Maschinen-Komponente, Software-Komponente, Hardware-Software-Interface und Webinterface. Bezüglich der Maschinen-Komponente ist zunächst der kinematische Aufbau zu definieren. Ziel ist die Integration aller Effektoren bei möglichst kompakter Bauweise des Automaten. Das projektierte Gerät besitzt ab Werk durch die Software-Komponente einen klar definierten Katalog an vorprogrammierten Auftragsroutinen für das Schichtsystem, welche automatisierungsgerecht entwickelt und auf ihre Eigenschaften hin getestet wurden. Bezüglich des Hardware-Software-Interface und Webinterface werden zwei Bedienmöglichkeiten entwickelt. Durch die Kompatibilität der beiden Wege CNC und Eingabe via Applikation (also per Hand) können erfahrene Anwender sowie eingewiesene Personen leicht mit dem PLOTBOT/CRAWLER-Tool arbeiten. Bei beiden aufgezeigten Wegen ist das Speichern der Daten gleichbedeutend mit einer einfachen Reproduzierbarkeit, die unter anderem den weltweiten Tausch von Daten ermöglicht.