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Robotik-Projekte

Forschung, Entwicklung und Transfer

Die FHWS betreibt angewandte Forschung und Entwicklung in enger Kooperation mit Unternehmen aus der regionalen und überregionalen Industrie. Dies sichert Studierenden einen optimalen Praxisbezug und ermöglicht einen direkten Transfer der Projektergebnisse in die Praxis.

Unser produktiver Schulterschluss mit der mittelständischen Industrie wird in unseren aktuellen Forschungsprojekten sichtbar:

Intralogistik in der Smart Factory:
Aufbau eines RoboCup@Work Teams

  • Laufzeit: 01.02.2020 – 31.01.2021
  • Förderträger: Hans-Wilhelm Renkhoff-Stiftung

Der RoboCup hat sich seit über 20 Jahren als internationaler Wettbewerb bewährt, um öffentlichkeitswirksam Kompetenzen im Bereich der Robotik und der Künstlichen Intelligenz entscheidend weiterzuentwickeln. Die @Work League hat zum Ziel, Robotik-Probleme im Umfeld von Industrie 4.0 und Smart Factories zu lösen und in einer Testumgebung zu demonstrieren. Diese Thematik ist äußerst relevant für die regionale und überregionale Wirtschaft und ist daher auch eine wichtige Komponente des FHWS-Forschungsschwerpunkts „Digitale Produktion“.

Die Robotik spielt bei einer intelligenten Fabrik eine wesentliche und äußerst vielseitige Rolle. Industrieroboter werden schon seit Jahrzehnten für Tätigkeiten eingesetzt, die eine große Wiederholgenauigkeit und Kraft benötigen wie beispielsweise Schweißen und Bewegen von schweren Bauteilen. In den letzten zehn Jahren hat sich ein neues Automatisierungsparadigma entwickelt, das eine enge Zusammenarbeit zwischen Werkern und Leichtbaurobotern (Cobots) voraussetzt, die sogenannte Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Dabei werden gemeinsam Montagetätigkeiten durchgeführt, die flüssig und sicher ablaufen müssen und deshalb einen hohen Grad an Roboter-Intelligenz bedingen. Der Cobot muss die Intentionen des Menschen verstehen und auf Änderungen schnell und flexibel reagieren können. Wie diese Ziele erreicht werden können, ist Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten.

 

Neben Produktions-, Handling-, und Montagetätigkeiten übernehmen Roboter in der modernen Fabrik immer mehr Intralogistikaufgaben. Bauteile und Werkzeuge müssen zeitnah zwischen verschiedenen Arbeitsstationen transportiert werden. Dafür müssen die sogenannten Fahrerlosen Transportsysteme (FTS) in hochdynamischen Umgebungen sicher navigieren, Objekte in der Umgebung identifizieren und gegebenenfalls auch aufnehmen können. Zusätzlich müssen die Logistikabläufe effizient geplant und optimiert werden und mit den Abläufen an den Bearbeitungsstationen zusammenspielen, um eine produktive Herstellungskette zu gewährleisten.

Um die wissenschaftliche Untersuchung dieser diversen und teilweise komplexen Forschungsfragen zu ermöglichen, wurde 2013 die RoboCup@Work-Liga gegründet. Bei diesem internationalen Wettbewerb geht es darum, Roboter zu entwickeln, die autonom Transport- und Handlingaufgaben in einer abstrahierten Industrieumgebung durchführen können.

Der populäre RoboCup-Wettbewerb mit seinen inzwischen fünf Hauptligen hat sich seit 1997 als eine Plattform bewährt, um den Stand der Technik in Robotik und Künstlicher Intelligenz an Hochschulen und Schulen voranzutreiben und der breiten Öffentlichkeit zugänglich zu machen.

Ziel des Vorhabens ist die Etablierung eines RoboCup@Work-Teams an der FHWS, was mehrere strategische Ziele der Hochschule in den Bereichen Forschung, Lehre und Öffentlichkeitsarbeit adressiert und die Zusammenarbeit mit der Wirtschaft fördert.

Prof. Dr. Tobias Kaupp >

Interaktive, kollaborative Montage komplexer Bauteile (InKoMo)

  • Laufzeit: 01.02.2020 – 31.05.2021
  • Förderträger: Bayerische Forschungsstiftung- AZ-1401-19

Komplexe oder individualisierte Bauteile mit geringer Losgröße besitzen meist auf Grund der fehlenden Wirtschaftlichkeit einen geringen Automatisierungsgrad. Lösungen zur Effizienzsteigerung können intelligente Montageplätze sein. Innerhalb des Projekts „lnKoMo“ werden AR-Anwendungen und kollaborative Roboter (Cobots) auf eine mögliche Nutzung für assistierte, intelligente Arbeitsplätze geprüft. Ziel ist es, an Hand der Use-Cases eine erprobte, allgemeingültige Vorgehensweise für die Errichtung intelligenter, manueller Montageprozesse zu entwickeln.

ln der industriellen Fertigung geht ein klarer Trend von der Massenproduktion hin zur individualisierten Massenfertigung. Das bedeutet, die zu produzierenden Produkte werden in vom Konsumenten gewünschten personalisierten Varianten mit kleinen Losgrößen gefertigt. Eine Hochautomatisierung ist in solchen Fällen selten wirtschaftlich, weswegen oftmals eine manuelle Montage durchgeführt wird. Um den steigenden Wettbewerbsdruck gerecht zu werden, ist es notwendig, Produktivitätspotenziale in der Fertigung komplexer Bauteile auszuschöpfen. Insbesondere in der Mensch-Roboter-Kollaboration zur Steigerung des Automatisierungsgrads lassen sich Potenziale verorten. Eine zusätzliche Erweiterung der Montage mit neuen Technologien wie beispielsweise AR-Anwendungen lassen intelligente Arbeitsplätze entstehen.

 

Das Projekt zielt darauf ab, die Reserven in der Produktivität mit Hilfe assistierter Fertigungsplätze und durch Zusammenarbeit von Mensch und Roboter abzurufen. Innerhalb des Projektes werden Machbarkeitsstudien bei der Montage komplexer Bauteile durchgeführt unter Nutzung von AR-Anwendungen und kollaborativer Roboter. Aus den Erkenntnissen soll ein branchenunabhängiger Leitfaden entstehen, welcher allgemeingültige Handlungsempfehlungen für die Entwicklung und Integration intelligenter Montageplätze beinhaltet.

Markus Wilhelm >

InKoMo >