Demontageprozesses einer Zusatzkühlwasser-Pumpe (UCB)

APAS_7_Achse_DemonstratorIm Sinne der Produktrückführung durch Gestalt erhaltendes Recycling sind Demontageverfahren, die möglichst automatisch ablaufen von Bedeutung. Da die automatische Demontage vielfach komplex ist, sind Assistenz-Roboterlösungen von Interesse. Ein Programm (Softwareagent) steuert das Verhalten des Roboters, um dem Menschen bei der Demontage zu assistieren. Zur Information des Agenten dienen generische Produkt- und Prozessmodelle, die das Problemfeld der Demontage symbolisch durch Graphen, Bauteil- sowie Verbindungsklassen beschreiben. Die Vorgehensweise bei der Demontage kann mithilfe gerichteter Graphen zuerst grob geplant werden. Im nachfolgenden Schritt wird das Mensch-Roboter-Organisationsproblem als Suchproblem formuliert. Dies ermöglicht dem System in einer hochkomplexen Umgebung zielgerichtet Assistenz auszuüben und die hierfür notwendigen eigenen Handlungen autonom zu bestimmen. Das Hauptziel des Assistenzsystems ist die Verbesserung der Ergonomie der Demontagearbeitsplätze durch Übernahme oder Unterstützung von Demontagehandlungen.

Innerhalb des Fachgebietes „Robotik und Regelungstechnik“ der Hochschule Trier, Umwelt-Campus Birkenfeld, wurden bereits erste Ansätze zur Erkennung und Entfernung von Schrauben und Sicherungsringen mit einem 2D Bildverarbeitungssystem und einem Robotergreifer erfolgreich entwickelt. In diesem Projekt erfolgt die Konzeption und Realisierung einer Roboter-assistierten Anlage zur Demontage von Zusatzkühlwasser-Pumpen. Der Roboter kann dabei Teilprozesse automatisiert durchführen und unterstützt den Menschen zusätzlich durch eine Vielfalt von Assistenzfunktion. Beispiele hierfür sind:

  • Reichen von Werkzeugen
  • Greifen von Bauteilen
  • Lösen von Schraubverbindungen
  • Sortierung von Bauteilen
  • Halten von Bauteilen

Die sicherheitstechnische Überwachung des Arbeitsraums erfolgt mittels einem 3D-Kamerasystem. Entdeckt dieses während kritischen Prozessschritten eine Hand des Werkers im Arbeitsbereich erfolgt die Abschaltung der Anlage oder die Reduktion der Verfahrgeschwindigkeit. Durch dieses System werden zusätzlich verschiedene Gesten der Hand des Werkers erkannt, wodurch dieser mit dem Roboter-Assistenten kommunizieren kann. Die Steuerung des Prozesses über die Erkennung von Sprachbefehlen wurde innerhalb des Projektes ebenfalls realisiert.

Merkmale des Demonstrators:

  • Mobile Plattform zum einfachen Transport zu Messen oder Ausstellungen
  • Kollaborativer Roboter UR3 der Firma Universal Robots
  • Arbeitsraumüberwachung mittels Microsoft KinectV2
  • Gesten- und Spracherkennung zur Steuerung des Prozesses
  • Entschrauben durch (endlose) 6. Achse des Roboters möglich
  • Visuelle Aufbereitung verschiedener Demontageinformationen für den Menschen