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Taktgeber im digitalen Produktionszeitalter

Taktgeber im digitalen Produktionszeitalter

Von selbstlernenden Robotern bis hin zu Softwaretools für die Produktion – das Fraunhofer IPA plant auf der Automatica die Präsentation derartiger Anwendungen. Erste Einblicke liefert vorab die Virtual IPA Preview am 18. Juni.

„Neue Ideen für die Automation von morgen“ verspricht die Automatica, die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik. Auch das Fraunhofer IPA aus Stuttgart hat sich dieses Credo auf die Fahne geschrieben und wird – neben vielen weiteren Anlaufstellen vor Ort – gebündelt auf 240 m² zeigen, was heute bereits möglich ist und wohin die Reise auf dem Shopfloor der Zukunft gehen wird.

Kooperative und vernetzte Navigationslösungen
Auf einer erhöhten Ausstellungsfläche fahren kompakte mobile „rob@work“-Roboter. Sie navigieren autonom, sind untereinander vernetzt und zeigen ein miniaturisiertes Logistikszenario. Mithilfe eines kontinuierlichen Slam-Algorithmus können sich die Roboter auch in veränderlichen Umgebungen verlässlich lokalisieren, ohne dass zusätzliche Infrastruktur vorhanden sein muss. Zudem tauschen sie Daten eigener oder stationär in der Einsatzumgebung verbauter Sensoren aus. So liegt jedem Roboter stets eine aktuelle Karte vor, anhand derer er seine Route anpassen und sich lokalisieren kann. Dies vermeidet unnötige Wege, Engpässe und Stillstände.
„Mit dieser kooperativen Navigationslösung zeigen wir, wie Fahrerlose Transportsysteme zum Beispiel eine Matrixproduktion ermöglichen“, so Kai Pfeiffer, Gruppenleiter Servicerobotik für Industrie und Gewerbe am Fraunhofer IPA. „Wir können das Exponat auch um virtuelle Roboter erweitern und mit Augmented Reality Fahrwege und andere Informationen visualisieren.“ Dies vereinfache und beschleunige die Inbetriebnahme, Instandhaltung oder Erweiterungen der Flotte. Die geforderte Agilität moderner Logistikprozesse habe die Software bereits mehrfach in industriellen Anwendungen zeigen können.

Automatisiert montieren und autonomer greifen
Viele Unternehmen beschäftigen sich mit der Frage, inwieweit sie ihre Montageaufgaben automatisieren können. Bereits seit vielen Jahren bietet das Fraunhofer IPA für diese Frage die Automatisierungs-Potenzialanalyse (APA). Bisher war die APA an das Wissen eines Automatisierungsexperten geknüpft. Eine neue App, die über einen einfachen Lizenzvertrag für den Testeinsatz bezogen werden kann, macht dieses Wissen nun einfacher zugänglich. Sie leitet den Anwender an, die eigenen Montageprozesse zu analysieren, wertet seine Antworten aus und informiert über Automatisierungspotenziale. „Mit unserer App kann jeder zum Experten in der Bewertung von Montageprozessen werden“, so Alexander Neb, der als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IPA die App mitentwickelt hat.
Nicht nur die Montage, sondern auch der „Griff in die Kiste“ ist mitunter noch eine Herausforderung für die Automatisierung. Mit dem Exponat „AI Picking“ wird gezeigt, wie maschinelle Lernverfahren und Simulationen die Anwendung hinsichtlich Autonomie und Leistungsfähigkeit signifikant verbessern.
Die Wissenschaftler führen dies am Beispiel eines Roboters vor, der Objekte aus undefinierter Lage aus einer Kiste greift. Eine auf Künstlicher Intelligenz (KI) basierende Objektlageschätzung liefert hierfür robuste und akkurate Objektlagen in wenigen Millisekunden. „Neue Objekte lassen sich auf Basis eines CAD-Modells schnell und einfach einlernen“, erklärt Projektleiter Felix Spenrath. „Die Software kann zudem Verhakungen detektieren und lösen und auch mit Verpackungsmaterial robust umgehen.“
Der Roboter wurde bereits in der Simulation umfassend trainiert und dieses Wissen dann auf die reale Anwendung übertragen. Greifposen werden auf Basis dieses Wissens automatisch generiert und bewertet.

Text/Foto: Fraunhofer IPA, Universität Stuttgart IFF/Rainer Bez

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Veröffentlicht von

Manfred Weber

Die Intralogistik fasziniert mich, weil sie ein prozessorientiertes Denken und Handeln erfordert. Als leidenschaftlicher Redakteur und Ingenieur möchte ich gemeinsam mit Ihnen die innovativsten Lösungen und Konzepte erforschen und erörtern.

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