Automated station for cleaning mold surfaces with a high-power laser

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24210%2F25%3A00014398" target="_blank" >RIV/46747885:24210/25:00014398 - isvavai.cz</a>

Alternative codes found

RIV/46747885:24620/25:00014398

Result on the web

<a href="https://www.cxi.tul.cz/cs/vysledky/nckp3dt/" target="_blank" >https://www.cxi.tul.cz/cs/vysledky/nckp3dt/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Automatizovaná stanice pro čištění povrchu forem výkonovým laserem

Original language description

Automatizovaná stanice pro čištění povrchů forem je určená pro obecně pro čištění kovových předmětů (například forem pro výrobu plastových dílů) pomocí výkonového infračerveného laseru. Plná automatizace procesu (obsluha provádí jen nastavení a dohled) je docílena kombinací automatizovaného snímání 3D povrchu formy pomocí ToF kamery, robotického ramene které nese výkonový laser (a vykonává předem spočtenou trajektorii čištění) a rotačního stolu, který otáčí s čištěným dílem. Kombinace rotačního stolu a pevné ToF kamery umožňuje efektivně snímat objekt z různých stran a získat tak dostatečné množství dat pro rekonstrukci jeho povrchu. Následně pak kombinace rotačního stolu a robota umožňuje efektivně využít omezený pracovní prostor robotického ramene běžných průmyslových angulárních robotů a realizovat čištění předmětu prakticky z libovolné kombinace úhlů.

Czech name

Automatizovaná stanice pro čištění povrchu forem výkonovým laserem

Czech description

Automatizovaná stanice pro čištění povrchů forem je určená pro obecně pro čištění kovových předmětů (například forem pro výrobu plastových dílů) pomocí výkonového infračerveného laseru. Plná automatizace procesu (obsluha provádí jen nastavení a dohled) je docílena kombinací automatizovaného snímání 3D povrchu formy pomocí ToF kamery, robotického ramene které nese výkonový laser (a vykonává předem spočtenou trajektorii čištění) a rotačního stolu, který otáčí s čištěným dílem. Kombinace rotačního stolu a pevné ToF kamery umožňuje efektivně snímat objekt z různých stran a získat tak dostatečné množství dat pro rekonstrukci jeho povrchu. Následně pak kombinace rotačního stolu a robota umožňuje efektivně využít omezený pracovní prostor robotického ramene běžných průmyslových angulárních robotů a realizovat čištění předmětu prakticky z libovolné kombinace úhlů.

Type

Z_polop - Pilot plant

CEP classification

—

OECD FORD branch

20204 - Robotics and automatic control

Project

<a href="/en/project/TN02000033" target="_blank" >TN02000033: NCC for industrial 3D printing</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

TN02000033/7-V4

Numerical identification

TUL1001542970; S/CXI/8490/2025/366

Technical parameters

Hlavní prvky pracoviště pro laserové čištění jsou tyto: • Rotační stůl, který umožňuje přesné polohování čištěných dílů o hmotnosti až 200 kg na pracovní ploše o průměru 750 mm. Pohon zajišťuje krokový motor s převodovkou 50:1, která umožňuje plynulé a opakovatelné otáčení. Stůl je déle vybaven držákem 3D kamery (který využívá princip ToF) pro snímání čištěného objektu, průmyslovým PLC automatem pro řízení motoru a ovládacím panelem pro vizualizaci stavu a ruční ovládání stolu. Řídicí PLC lze připojit k nadřazenému systému (robot, PC) pomocí sběrnice Ethernet a protokolu Modbus. Stůl je opatřen řadou závitových děr, které umožňují snadné uchycení čištěného předmětu. • ToF kamera Blaze 101 pro snímání geometrie povrchu čištěného objektu od firmy Basler s rozlišením 640 x 480 px a s rozhraním GigE, která je připojena do hlavního PC, jehož SW řeší rekonstrukci povrchu ze získaného mračna bodů a generuje trajektorie pro čištění (viz dále). • Průmyslové robotické rameno KUKA iiwa s dosahem 800 mm a nosností 7 kg, které je pevně umístěno vedle otočné desky na rotačním stole. Souřadný systém robota je umístěn do středu otočné desky tak, aby bylo možné spočítat vztah (transformační matici) mezi souřadným systémem robota, stolu a ToF kamery. Robot nese čistící hlavu (výkonový laser + odsávání) komunikuje s hlavním PC, ze kterého dostává spočtenou trajektorii čištění. Výhodou využití senzitivního (kolaborativního) robota je mimo jiné i to, že není nutné celé pracoviště s robotem uzavírat do ochranné klece. • Hlavní PC pro řízení procesu čištění, na kterém je instalován příslušný řídicí SW. Tento SW je vytvořen na míru pro tuto automatizovanou čistící stanici. Komunikuje s ToF kamerou a přebírá řízení jak nad otočným stolem, tak i nad robotickým ramenem. Obsahuje algoritmy pro kalibraci pracoviště, snímání point-cloud dat z ToF kamery s využitím otočného stolu, rekonstrukci povrchu čištěného objektu do podoby mesh sítě z trojúhelníku, generování optimální trajektorie robota pro čištění objektu a také pro řízení vlastního procesu čištění. Kontaktní osoba: Tomáš Martinec - tomas.martinec@tul.cz

Economical parameters

Jedná se o poloprovoz, na kterém bylo provedeno ověření funkce automatizovaného pracoviště pro čištění kovových objektů výkonovým laserem. Na základě tohoto výsledku bude vytvořen prototyp automatizované robotické čistící stanice, která bude nabízena firmou Narran významným zákazníkům (Škoda JS a.s., ČEZ a.s., Doosan Škoda Power a.s.). Následně pak lze očekávat nárůst objemu tržeb firmy Narran od začátku roku 2027, protože plánujeme uvedení této automatizované stanice na trh v průběhu roku 2026 a očekáváme prodej cca 10 kusů této automatizované čistící stanice za rok při předpokládané ceně pro koncového zákazníka 70 000 – 150 000 Eur v závislosti na zvoleném modelu čistícího laseru.

Application category by cost

—

Owner IČO

46747885, 01835483

Owner name

TUL, Narran

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

Z - Poskytovatel licence na výsledek nepožaduje v některých případech licenční poplatek

Web page

https://www.cxi.tul.cz/cs/vysledky/nckp3dt/