Tilbake til søkeresultatene

MAROFF-2-Maritim virksomhet og offsh-2

Automatisert måling og sliping av propellblad

Alternativ tittel: Automated measurement and grinding of marine propeller blades

Tildelt: kr 6,5 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

310084

Prosjektperiode:

2020 - 2023

Geografi:

I ASaP-prosjektet forskes det på og utvikles avansert produksjonsteknologi for robotisert sliping av støpte propellblad. Sliping er en uforutsigbar produksjonsprosess hvor det på forhånd er svært vanskelig å predikere eksakt hvor mye material som vil fjernes fra produktet gjennom prosessen. Propellbladene som skal slipes har i tillegg oftest en svært varierende utforming, slik at konvensjonelle metoder for planlegging av verktøybevegelser og styring av industrielle roboter er lite egnet. Så langt er det gjennom ASaP-prosjektet forsket på og videreutviklet optiske sensorsystemer for oppmåling av blanke propellbladoverflater, slik at roboter selv skal bli i stand til å vurdere hvor mye material som har blitt fjernet og hvor mye sliping som gjenstår før produktet oppnår riktig form. Den største utfordringen ved automatisert og optisk oppmåling av blanke metallflater er å robust kunne skille den faktiske overflaten til produktet fra refleksjoner og støy i målingene. Dette er et problem som er spesielt vanskelig ved sliping, siden slipeprosessen gjør produktets overflate stadig blankere og mer reflekterende. I ASaP-prosjektet implementeres avanserte trianguleringsmetoder som gjør det mulig å presist kunne estimere midtlinjen gjennom propellbladgeometrien, selv for støyete og ufullstendig måledata. Dermed kan roboten sammenligne formen på propellbladet som slipes med den ønskede geometriske formen til enhver tid. En annen utfordring er å effektivt og nøyaktig kunne måle opp store komponenter med kompleks utforming ved hjelp av robotsystemer som også er tilpasset tunge slipeoppgaver. Vibrasjoner i robotsystemet reduserer målepresisjonen, men ved å forske frem og implementere vibrasjonsreduserte bevegelsesbaner for roboten kan oppmålingstiden reduseres og målepresisjonen økes. I ASaP-prosjektet er det oppnådd lovende resultater på laser- og kamerabasert oppmåling av produktenes overflater, og på å kombinere sensorsystemene med industrielle roboter som er kraftige nok for slipejobben. For å kunne oppnå en mest mulig effektiv slipeprosess, er det nødvendig at roboten selv kan estimere og predikere hvor mye material som fjernes til enhver tid. Faktorer som påvirker dette, er i tillegg til valg av slipeverktøy og slipe- og verktøyhastigheter, også kontaktkreftene mellom slipeverktøyet og produktets overflate. Gjennom prosjektet har det blitt utviklet en metode for planlegging av hvordan slipeverktøyet effektivt kan bevege seg på overflater representert ved 3D data som hentes direkte fra målesensorer. Videre utvikling vil fokusere på å utvide denne metoden til også å kunne planlegge nødvendige kontaktkrefter som roboten skal slipe med for hver enkelt del av produktets overflate. Dette antas å etter hvert ville kunne gjøre roboter i stand til å slipe propellblader til riktig form uten detaljert og tidkrevende programmering fra operatører.

Ved moderne skipskonstruksjon er utforming av propellenes geometri et viktig aspekt. Propellen optimaliseres for å få best mulig ytelse på skipet den skal monteres på, hvilket betyr at hver enkelt propell er enestående "engineer-to-order"-produkt. Det første steget i produksjonen av propellbladet er støping av blademnet. På grunn av at hver enkelt propell er ulik, og at det er utfordrende å forutse hvordan krymp vil påvirke propellbladets endelige form etter støping, har propellblad tradisjonelt sett blitt støpt med store overmål (typisk 5-8 mm). Dette overmålet vil deretter maskineres bort, i en kostnads- og tidskrevende prosess, før bladet slipes for å bli glatt. Målsetningen i Asap er å realisere robotisert sliping av propellblad direkte etter støping. Forutsetningen for at dette skal fungere er at blad støpes med lite overmål, hvilket allerede er realisert av Oshaug Metall. For å lykkes med dette må det forskes på metodikk for geometrisk oppmåling av propellblad med industriell robot, og metodikk for generering og eksekvering av robotiserte slipebaner. Metodikken vil ta utgangspunkt i standardiserte krav til modellens geometri, og dermed være i stand til å planlegge oppmålings- og slipeprosessen uten behov for programmeringsarbeid gjennomført av operatører. Innovasjonen er planlagt implementert i en prototypecelle hos bedriften, som vil benyttes til evaluering av prosessens kapabilitet gjennom utprøving på flere fullskala propellblad. En vellykket industrialisering av forskningsresultatene forventes å lede til vesentlige kostnadsbesparelser hos bedriften, redusert behov for manuell sliping, og redusert materialforbruk ved propellproduksjon. Spesielt det reduserte behovet for manuell sliping er sentral, da dette er et fysisk meget belastende arbeide for operatøren.

Budsjettformål:

MAROFF-2-Maritim virksomhet og offsh-2