Fraunhofer IPK

Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik

Jahresbericht 2017
PDF

Roboter in intelligenten Fertigungsumgebungen

Die Fertigung von unterschiedlichsten kundenindividuellen Produkten erfordert ein regelmäßiges und schnelles Umrüsten von Fertigungsanlagen. Industrieroboter erscheinen aufgrund ihrer Flexibilität als das geeignete Mittel der Wahl in Ergänzung zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen. Ihre Programmierung stellt jedoch eine komplexe und zeitaufwändige Aufgabe dar. Insbesondere bei sinkenden Stückzahlen je Los sind die hohen Kosten für die Programmierung wirtschaftlich nicht tragbar. Im Teilprojekt »Production Environments« des Leistungszentrums »Digitale Vernetzung« bündeln Fraunhofer HHI, Fraunhofer FOKUS und Fraunhofer IPK Kompetenzen und Technologien mit dem Ziel, eine intelligente und intuitiv nutzbare Fertigungsumgebung unter Einsatz von Industrierobotern zu schaffen. Durch das einfach zu handhabende System sinkt das notwendige Expertenwissen zur Bedienung. Weiterhin ermöglichen moderne Algorithmen einen hohen Grad an Autonomie des Systems. 

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer IPK stellen dabei eine gestenbasierte Programmiermethode für das Fräsen mit Industrierobotern bereit. Dabei bestimmen mehrere Kameras die Position des Werkstücks im Raum. Anschließend wird mittels Bildverarbeitung auf Basis von Objektposition und Fingerzeig die gewünschte Roboterbahn errechnet.Diese kann dann zusätzlich mittels Virtual Twin vorab simuliert und validiert werden. Aber auch ohne virtuelle Realität hält das System den Nutzer auf dem Laufenden. Über dem Werktisch montierte Projektoren stellen Prozessinformationen direkt auf dem Bauteil dar. Die einzelnen Teilsysteme der Programmierumgebung kommunizieren dabei über OPC UA. Dieser Datenaustausch-Standard erlaubt eine einfache Integration neuer Bestandteile wie Sensoren und Aktoren. Außerdem ist es so möglich, den Zustand des Roboters, den aktuellen Programmablauf aber auch Fehlerinformationen, beispielsweise über eine nicht korrekt geschlossene Zellentür, über das Netzwerk auszulesen. Auf einem Tablet können Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter den Maschinenzustand jederzeit beobachten und bei Bedarf steuernd eingreifen.

Ansprechpartner

Oliver Heimann, Johannes Hügle

Tel. +49 30 39006-327 / 199

oliver.heimann(at)ipk.fraunhofer.de / johannes.huegle(at)ipk.fraunhofer.de