SMErobotics demonstriert Technologien für kostengünstige, modulare und interaktive Automatisierungslösungen für kleine und mittelständische Unternehmen

Kollege Roboter lernt und denkt mit

Mediendienst Automatica 2014 / 20.3.2014

Sie sollen intuitiv und einfach bedienbar sein, interaktiv vom Menschen lernen und sich an variable Produktionsprozesse anpassen: Intelligente und kostengünstige Robotersysteme für kleine und mittelständische Unternehmen. Diese Vision verfolgt das europäische Forschungsprojekt »SMErobotics«, das vom Fraunhofer IPA koordiniert wird. Ziel ist es, Technologien für adaptive Roboter zu entwickeln. Ohne hohen Aufwand sollen sie vor allem in kleinen und mittelständischen Produktionen einsetzbar sein. Auf einem Gemeinschaftsstand der Messe Automatica 2014 präsentiert SMErobotics erste Prototypen aus dem Projekt in unterschiedlichen Live-Demonstrationen.

© Foto Fraunhofer IPA, Rainer Bez

Intuitive und effiziente Montage.

© Foto Fraunhofer IPA, Rainer Bez

Wirtschaftlich geschweißt: Einfach und schnell für neue Bauteile programmiert

»Optimize your production«: Das Motto der diesjährigen internationalen Fachmesse für Automation und Mechatronik Automatica gilt besonders für kleine und mittelständische Produktionen. Denn um wettbewerbsfähig bleiben zu können, benötigen kleine und mittlere Unternehmen vor allem wandlungsfähige und kostengünstige Automatisierungslösungen für Kleinserien und wechselnde Produktzyklen. SMErobotics schafft technologische Grundlagen für wirtschaftliche und intelligente Roboterlösungen in diesem Bereich, die sich schnell installieren und leicht bedienen lassen. Die europäische Forschungsinitiative knüpft an das erfolgreiche Vorgängerprojekt SMErobot an und entwickelt neue modulare, adaptive und interaktive Bedienkonzepte und Steuerungssysteme für einen effizienten Robotereinsatz. Führende europäische Roboterunternehmen und Forschungseinrichtungen sind Partner dieser Initiative.

Intelligente Roboter Systeme

In SMErobotics sollen moderne Industrieroboter um kognitive Fähigkeiten erweitert werden. Schwerpunkt ist daher die Entwicklung neuartiger Softwarefunktionen. Aus bestehenden Produktionsdaten sollen Roboterprogramme generiert werden. Fehlende oder nur unvollständige Daten sollen die Roboter beim Werker erfragen. »Intelligente Robotersysteme folgen nicht konsequent einer einmaligen Anweisung, sondern lernen intuitiv und effizient vom Menschen, der sie bedient. Sie verbessern ihre Arbeit kontinuierlich in Zusammenarbeit mit dem Werker«, so Martin Hägele, Leiter der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme. Auf der Automatica werden unterschiedliche Exponate live vorgeführt.

Exponate

Die auf der Automatica 2014 präsentierten Roboterzellen stellen beispielhaft Automatisierungslösungen für unterschiedliche Branchen kleiner und mittelständischer Unternehmen vor:

  • Intuitiv und effizient montiert: Wie Roboter den Menschen am manuellen Arbeitsplatz entlasten und auch bei der Montage kniffliger Teile den Durchsatz erhöhen können, zeigt das Fraunhofer IPA an einem Beispiel für Montagearbeiten im Kleinserienbereich mit dem Leichtbauroboter KUKA LBR iiwa.
  • Auch bei Losgröße 1 wirtschaftlich geschweißt: Der Schweißroboter vom Fraunhofer IPA und Reis lässt sich über Sensoren führen und lernt vom Schweißer. Er kann einfach und schnell für neue Bauteile programmiert werden, greift auf vergangene Schweißerfahrungen zurück und kann somit gelerntes Wissen anwenden.
  • Zweiarmig – Werkstücke halten und fügen: Am Beispiel von Schweiß- und Montagearbeiten zeigt COMAU erstmals, wie der Werker dem Zweiarmroboter »Smart Dual Arm« am Bildschirm beibringt, wo sich die Werkstücke befinden und wie der Prozess ausgeführt werden soll. So kann das Robotersystem den Prozessablauf automatisch generieren. Vorrichtungen, die üblicherweise werkstückspezifisch sind, können weitgehend entfallen.
  • Einfach automatisiert: DLR und KUKA zeigen einfache und flexible Automatisierungslösungen für die Montage von Metallkonstruktionen mit dem KUKA LBR iiwa. Der Werker kann den Montageprozess »programmieren«, indem er die gewünschte Montage vormacht. Komplexe, manuelle Programmierungen sind nicht notwendig. Somit lässt sich der Montageprozess automatisch planen und für die Durchführung zu einem Roboterprogramm konvertieren. Intelligente Fähigkeiten des Roboters ermöglichen es, Unsicherheiten in KMU-spezifischen Umgebungen zu berücksichtigen.
  • Wirtschaftlich bestückt: DTI zeigt eine kostengünstige Roboterzelle für allgemeine Handhabungsaufgaben (»Griff in die Kiste«) oder zur Maschinenbestückung als Plug’n’Produce-System für unterschiedliche Produktionsprozesse. Damit lassen sich bisher manuell gefertigte Kleinserien und variable Produktzyklen profitabel automatisieren.
  • Gemeinsame Handhabung: Die Projektpartner Güdel und Universität Lund demonstrieren die Portierbarkeit von skill-basierten Roboterprogrammen, sowohl von manuell erstellten als auch von automatisch generierten, zwischen Robotern mit einer seriellen oder einer parallelen Kinematik. Die Zusammenarbeit der unterschiedlichen Roboterarten sbasis.wird am Beispiel der Holzverarbeitung mit einer Echtzeitkoordination der Roboterarme über Ethernet gezeigt, einschließlich einer Selbstkalibrierung der Roboter und Lernfunktionen zur kontinuierlichen Prozessverbesserung über eine Wissen
  • Intuitive Schnittstellen: Der Projektpartner fortiss präsentiert intuitive Schnittstellen für die Mensch-Roboter-Interaktion. Basierend auf Techniken wie »Augmented Reality« und »Semantic Knowledge« sind diese Systeme ohne nötiges Expertenwissen zum Thema Robotik einsetzbar.
  • Weiterhin werden Software-Anwendungen präsentiert, die sowohl die wirtschaftliche Nutzung sicherstellen (SME-Trainer) als auch die notwendigen Funktionalitäten von mittelstandskompatiblen Robotern bereitstellen. Dazu gehören Planer zur Generierung von Roboterprogrammen oder Softwaremodule für eine intelligente Integration unterschiedlicher Automatisierungskomponenten.

SMErobotics ist ein von der EU gefördertes Forschungsprojekt (grant agreement n° 287787) und Teil des 7. EU-Rahmenprogramms (FP7/2007-2013).

Projekttitel: »The European Robotics Initiative for Strengthening the Competitiveness of SMEs in Manufacturing by integrating aspects of cognitive systems«

Projektlaufzeit:
1. Januar 2012 bis 31. Dezember 2015

Europaweite Projektpartner
In der Forschungsinitiative sind große europäische Roboterhersteller, Systemintegratoren und führende Forschungsinstitute vertreten. Zu den Partnern der Initiative gehören die führenden europäischen Roboterhersteller Comau, Güdel, KUKA und Reis und die international renommierten Universitäten und Forschungseinrichtungen Lund University, Schweden, DTI Danish Technological Institute, Dänemark, das fortiss Institut der Technischen Universität München (TUM) und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Robotik und Mechatronik. Mit diesem Netzwerk verfügt SMErobotics über das technische Know-how für anspruchs volle Lösungen und neue Innovationsimpulse in der Robotertechnik.

SMErobotics wird durch das Fraunhofer IPA koordiniert, eine der führenden Institutionen für angewandte Forschung. Auch die KMU-erfahrenen Industriepartner der Initiative kennen die Anforderungen an flexible Automatisierung aus ihrer täglichen Praxis. Auf Basis dieser Erfahrungen arbeitet SMErobotics eng mit verschiedenen KMU zusammen, die die entwickelten Techniken bereits zur Projektlaufzeit in vier Technologie-Demonstratoren praktisch erproben. Interessiert sind die Projektpartner der Initiative SMErobotics an einer Zusammenarbeit mit weiteren KMU, die ihre Erfahrungen einbringen und von neuesten Entwicklungen profitieren möchten.