RePlaMo: Rekonfigurierbare Plattformkonzepte für die Montage

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Problemstellung

Produkte werden immer komplexer. Gleichzeitig werden die Produktlebenszyklen kürzer und die Unsicherheit im globalen Wettbewerb nimmt zu. Die Montage ist damit herausgefordert, schnell auf Veränderungen zu reagieren. Automatisierungslösungen sind häufig unumgänglich, um wettbewerbsfähig zu produzieren. Diese bringen allerdings hohe Anschaffungskosten mit sich und sind aufgrund schwankender Nachfrage oft nicht wirtschaftlich.

Ziele

Automatisierte Montageanlagen bedürfen der Rekonfigurierbarkeit. Bestehende Modulkonzepte helfen, sich an gewisse Schwankungen des Absatzes anzupassen. Sie sind aber meist für die nachfolgende Produktgeneration ungeeignet. Zukünftige Montagesysteme müssen anpassungsfähig sein, ohne viel Aufwand und in kurzer Zeit. Dadurch sind sie für mehrere Produktgenerationen einsetzbar und nicht mehr an den Produktlebenszyklus gekoppelt.

Vorgehen

Wir untersuchen gemeinsam mit Herstellern und Anwendern rekonfigurierbare Montagekonzepte. Sie ermöglichen eine einfache Erstkonfiguration, um Projekte schnell und wirtschaftlich abzuwickeln. Die Rekonfiguration verhilft dem Nutzer zusätzlich zu einer höheren Wandlungsfähigkeit. Wir entwickeln beispielsweise modulare Baukastenkonzepte für Montageanlagen, die mit geringem Aufwand bei der Stückzahl und den Produktvarianten angepasst werden. Dafür analysieren wir zunächst die Produktvarianten und anschließend die bestehenden Montageprozesse und Anlagen. Montagestationen werden in einzelne Funktionsgruppen zerlegt. Diese Modularisierung bildet die Basis für eine Rekonfigurationsstrategie. Im nächsten Schritt optimieren wir Systemelemente, welche die Anpassungsfähigkeit begrenzen, z.B. Basis-, Zuführ-, Transport- oder Montageprozesse.

Projektbearbeitung: Matthias Vette

Projektleitung: Rainer Müller

Förderung BMBF

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Webseite

RePlaMo

Cosmos: Entwicklung eines dezentralen Fabrikmanagement-Steuerungssystems

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Problemstellung

Viele manuelle Arbeitsschritte konnten bislang schon durch Automatisierungslösungen ergänzt oder ersetzt werden. Die Erfahrung und Sensitivität des Werkers sind bei einigen Tätigkeiten wichtiger Bestandteil des Montageprozesses. Dadurch sind die Möglichkeiten zur Automatisierung begrenzt. Aus diesem Grund sind neue technische Konzepte gefragt, mit denen die Montageprozesse automatisiert an unvorhersehbare Rahmenbedingungen angepasst werden können.

Ziele

Hauptziel des Projektes „COSMOS“ ist das Entwickeln eines dezentralen Steuerungssystems für das Fabrikmanagement. Das Projekt soll somit helfen, die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in europäischen Hochlohnländern durch eine Effizienzsteigerung der Montageprozesse sicherzustellen. Neben der erreichbaren Qualität sprechen die Produktionskosten, die sowohl den Invest als auch den laufenden Betrieb einschließen, für eine Steigerung des Automatisierungsgrades. Unter diesem Gesichtspunkt kann eine Vollautomatisierung der Produktion nicht das angestrebte Ziel sein. Parallel zur technischen Entwicklung der Prozesse müssen daher Kostenmodelle erarbeitet werden, mit denen ein optimaler Automatisierungsgrad ermittelt und realisiert werden kann.

Vorgehen

Die gesamte Fabrik setzt sich aus unabhängigen Produktionsmodulen, sog. „Self-Contained Factory Units“ (kurz: SCFU), zusammen, die sämtliche Planungs- und Ausführungskompetenzen beinhalten, um abgrenzbare Produktionsaufgaben zu lösen. Für die SCFU wird eine Modularisierungsstrategie verfolgt, die sich über das Produkt, die Prozesse und Betriebsmittel bis hin zu einem Kostenmodell durchzieht. Die Selbstadaptivität innerhalb einer SCFU wird dabei durch Betriebsmittel erreicht, deren Fähigkeiten durch ein Zusammenspiel unterschiedlichster Sensoren gesteigert werden, um eine Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Prozesseinflüsse zu erzielen.

 

Projektbearbeitung: Leenhard Hörauf

Projektleitung: Prof. Rainer Müller

P4P Power4Production

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Im Zentrum „Power4Production“ (P4P) zusammengeführt steht die intelligente Vernetzung von Produkten und Produktionsumgebungen der industriellen Wertschöpfung. Dabei geht es im ersten Schritt um Themen wie direkte Kommunikation zwischen Werkstück und Maschine und um die Mensch-Roboter-Kommunikation (MRK) in Verbindung mit sogenannten Cyber-Physischen-Produktionssystemen. Dazu kommen Fragestellungen rund um Themen wie robuste Netze, Cloud-Computing und Energieeffizienz in der Produktion.

Im Zuge des industriepolitischen Leitprozesses „Saarland Industrieland“ unter dem Leitthema „Wie wir mit Industrie Zukunft gewinnen“ der Landesregierung wurden verschiedene Maßnahmenfelder beschlossen. Dazu gehören u.a. die Digitalisierung der Produktion, Energie, Fachkräftesicherung, Industrie und Förderung sowie Infrastruktur und Ansiedlungspolitik. Ein Beitrag zu dieser Strategie und zur Standortsicherung der Produktion im Saarland stellt das saarländische Kompetenzzentrum für innovative Produktionstechnologien im Rahmen von Industrie 4.0 „Power4Production“ dar, welches im Oktober 2015 seinen Betrieb aufgenommen hat.

Das entstandene Zentrum ist eine Kooperation des Zentrums für Mechatronik und Automatisierungstechnik (ZeMA) und dem Deutschen Forschungszentrum für künstliche Intelligenz (DFKI) jeweils am Standort in Saarbrücken. Die wissenschaftliche Leitung erfolgt durch Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster (DFKI) und Prof. Dr.-Ing. Rainer Müller (ZeMA). Durch die gleichberechtigte Kooperation und die Forschungsschwerpunkte beider Partner werden in Power4Production Informations- und Kommunikationstechnologien sowie innovative Produktionstechnologien zusammengebracht.

Der Branchenschwerpunkt liegt dabei vor allem auf der Automobilindustrie und deren Zuliefererfirmen. Das Zentrum deckt seinen Arbeitsschwerpunkt innovative Produktionstechnologien unter anderem mit folgenden Themengebieten ab:

  • Vernetzung von Produkt und Produktionsumgebung
  • Mensch-Roboter-Kooperation
  • Cyber-Physische Produktionssysteme
  • Embedded Systems
  • usw.

Das Zentrum setzt diese Themenstellungen in industrie- und anwendungsnaher Forschung um.

Mit dem Start im Oktober 2015 befindet sich das Zentrum im Aufbau wodurch die aktuellen Aktivitäten den Aufbau eines Netzwerkes mit weiteren Akteuren aus Industrie und Wissenschaft, Beratung, Außendarstellung des Zentrums sowie Projektakquise und –betreuung umfassen. Im Zentrum wird aktuell das Industrie 4.0 Projekt SmartF-IT („Cyber-Physische IT-Systeme zur Komplexitätsbeherrschung einer neuen Generation multiadaptiver Fabriken“) betreut (http://www.smartf-it-projekt.de/) und zum 01.01.2016 folgt mit NeWiP („Neue Wege der informationsgeführten Produktion“) ein weiteres Industrie 4.0 Projekt.

Power4Production soll durch seine Arbeitsschwerpunkte und Aktivitäten eine Plattform für interessierte Unternehmen im Bereich innovativer Produktionstechnologien und Industrie 4.0 werden. Dabei fokussiert sich die Arbeit auf den Transfer von Ergebnissen aus anwendungsnaher Forschung in die Industrie und die gemeinsame Zusammenarbeit in Forschungsprojekten, um spezifische Aufgabenstellungen der Industrie zu lösen. Es entsteht eine Plattform, die u.a. durch Workshops, Veranstaltungen, Demonstratoren sowie in Forschungsprojekten wissenschaftliches Know-How in die Industrie transferiert.

Laufzeit:

01.10.2015-30.09.2018

Projektpartner:
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Logo DFKI

Gefördert von:

Logo Saarland

IProGro² Entwicklung innovativer Produktionstechnologien für Großbauteile

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In dem EFRE geförderten Projekt wird in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern unter anderem neue Mensch-Roboter-fähige Montageprozesse für die Flugzeugbranche entwickelt.

Das ZeMA ist Partner in der wissenschaftlichen Gemeinschaft „Montage, Handhabung und Industrierobotik“. Zusätzlich bestehen Kooperationsvereinbarung mit führenden Roboterherstellern wie z.B. Kuka, ABB und Bosch.

Unternehmen der Transportbranche, wie z.B. dem Flugzeugbau zeichnen sich vorwiegend durch geringe Stückzahlen und lange Produktlebenszyklen aus. Daher erfolgt hier üblicherweise Baustellenmontage. Eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Produktionssysteme findet nicht statt. Aufgrund dieser personalintensiven Montageumfänge wird die Produktion verstärkt ausgelagert. Um weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben, besteht seitens der Zulieferer am Hochlohnstandort Deutschland ein konkreter Bedarf eigene rekonfigurierbare automatisierte Produktions-anlagen für Großbauteile aufzubauen.

Zielsetzung:
Das Projekt IProGro2 soll dazu beitragen, neuartige und effizientere cyberphysische Produktionstechnologien kontinuierlich zu erarbeiten und weiterzuentwickeln sowie auch für größere Stückzahlen verfügbar zu machen. Hierdurch soll die Technologieführerschaft am Entwicklungs- und Produktionsstandort Deutschland durch Smarte Automation nachhaltig gefördert werden. Dazu gehört die Qualität und Produktivität der industriellen Produktion bei vertretbaren bzw. konkurrenzfähigen Kosten zu erhalten bzw. zu erhöhen. Basis dafür bilden die Erkenntnisse, die im Projekt IProGro gewonnen werden konnten.

Vorgehen:
In diesem Projekt sollen Anwendungs-szenarien mit Bezug auf die von der Bundesregierung identifizierten Schlüssel-technologien, wie z. B. die Produktion von Luftfahrzeugstrukturen und Chassis für z. B. Helikopter, NKWs und PKWs aber auch Schienenfahrzeuge aus Faser-Kunststoff-Verbundbauteilen betrachtet werden.

Um eine breite Anwendbarkeit der Ergebnisse und der für deren Einsatz notwendigen Funktionen und Produktionstechnologien sicherzustellen, wurde als Use-Case, aufbauend auf das Vorprojekt IProGro, das Kleben von CFK-Stringern in der Flugzeugproduktion gewählt, da dieser Anwendungsfall übertragbar auf z.B den PKW- und Waggonbau ist. Dabei soll je nach Produktionsszenario ein manueller und/oder automatisierter Prozess möglich sein.

Ergebnisse / Projektstand:
Die Arbeitspakete wurden Mitte 2015 gestartet und laufen über mind. 3,5 Jahre. AP1 „Oberflächenaktivierung an Faser-kunststoffverbunden mittels Plasma für die Klebevorbereitung“, AP2 „Identifizierung und Qualitätssicherung von Objekten durch Thermografie, Lagebestimmung von Objekten und Dokumentation der erfolgten Tätigkeiten“, AP3 „Aufnahme und Positionierung von Großbauteilen für Fertigungs-, Inspektions- und Messprozesse“, AP4 „Minimierung hoher Fehlerwahrscheinlichkeiten bei komplexen Tätigkeiten, Unterstützung der schnellen Rekonfigurierung“, AP5 „Organisatorische Konzepte und Methoden für Industrie 4.0 unter Berücksichtigung des Fachkräftemangels und demografischen Wandels“ und AP6 „Integration aller Systemkomponenten in einer betrieblichen Anwendung, Steuerungskonzept für die mechatronische Modularisierung“ werden aktuell parallel bearbeitet.

Verwertungskonzept:
Die technische Verifizierung der Forschungsergebnisse durch die praktische Umsetzung der Ergebnisse in einem Demonstrator und Prüfung durch die Industriepartner stellt sowohl die Grundlage für den Nachweis der Erfolgsaussichten als auch für die Übertragbarkeit auf andere Branchen dar.

Durch den Aufbau einer Gruppe von Experten sowie die Erweiterung des ZeMA mit zusätzlichem Equipment und Funktionen kann ein großer Kreis von Forschungspartnern angesprochen werden. Neben der Luftfahrtindustrie sowie dem Bau von Windkraftanlagen ergeben sich auch neue Anwendungen im Bereich der Schienenfahrzeuge sowie im Bereich der NKW und PKW, die einen stark wachsenden Einsatz von CFK- und GFK-Bauteilen zeigen werden.

Weiter kann das Equipment für die Lehre und Weiterbildungsmaßnahmen verstärkt eingesetzt werden.

Laufzeit:

07.06.2015-01.01.2019

Gefördert von: EU EFRE

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Logo Saarland

 

 

AUTO IBN Effiziente Montage- und innovative Inbetriebnahmeprozesse in der Produktion moderner Fahrzeuge

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In dem EFRE geförderten Projekt wird in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern unter anderem neue Mensch-Roboter-fähige Montageprozesse für die Automobilindustrie entwickelt.

Das ZeMA ist Partner in der wissenschaftlichen Gemeinschaft „Montage, Handhabung und Industrierobotik“. Zusätzlich bestehen Kooperationsvereinbarung mit führenden Roboterherstellern wie z.B. Kuka, ABB und Bosch.

Problemstellung:
Um eine mittelfristige Verlagerung der Fahrzeug-Endmontage aufgrund des Kostendrucks vom Hochlohnstandort Saarland bzw. Deutschland in Länder mit einem geringen Lohnniveau zu vermeiden, muss die Wirtschaftlichkeit der Fahrzeug-Endmontage erhöht werden. Eine Möglichkeit hierfür ist die Steigerung der Effizienz der Montage- und Prüfprozesse im Automobilbau.

Zielsetzung:
Es wird die Zielstellung verfolgt, durch die Entwicklung innovativer Inbetriebnahme- und Montageprozesse für Kraftfahrzeuge neue Impulse für effiziente Produktionsprozesse zu geben. Das bietet die Möglichkeit prototypische Prozesse an dem vorhandenen Demonstrator je nach Anwendungsfall darzustellen bzw. umzusetzen. Dabei werden die Herausforderungen und die Potenziale des Aufbaus moderner Fahrzeuge adressiert. Das Projekt stärkt damit gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen bzw. lokal ansässigen Anlagen- und Betriebsmittelhersteller. Die stetige Zunahme an elektronischen Komponenten und die hohe Anzahl mechatronischer Funktionen von Fahrzeugen, führt tendenziell zu steigenden Aufwänden in der Fahrzeugendmontage und Inbetriebnahme. Grundsätzlich sollen Arbeitsumfänge nicht nur vermieden, sondern die mechatronischen Fähigkeiten der Kraftfahrzeuge auch für innovative und effiziente Prozesslösungen genutzt werden. Dadurch sollen Arbeits- und Prozessabfolgen effizienter gestalten werden. Darüber hinaus soll die Struktur des Montageprozesses für die Optimierung verändert werden.

Vorgehen:
Das Projekt AutoIBN2 ist Disziplin übergreifend aufgebaut und verbindet organisatorische als auch produktions-technische Fragestellungen. Forschungsschwerpunkt des Projektes ist die gemeinsame Entwicklung von Produktionsstrategien und -technologien für cyber-physische Produktionsanlagen und effiziente Montageprozesse. Durch smarte Betriebsmittel und intelligente Methoden, soll dies am Beispiel der Fahrzeugendmontage, sowie deren dazugehörigen Bereiche aufgezeigt werden. Dafür wird auf die neuesten Entwicklungen im Bereich der Fahrzeugtechnologie, moderne Ansätze im Bereich der Informatik und auch Robotertechnik aufgebaut. So ergeben sich grundlegend neue Forschungsansätze zur Qualitätssteigerung und Absicherung der effizienten Fahrzeugproduktion an einem Hochlohnstandort.

Das Projekt enthält 5 Arbeitspakete:

  • Inlinemessung: In-Line-Messung der geometrischen Fahrachse mittels des entwickelten Radadaptionssystems und Einstellung der Fahrerassistenzsysteme in der Montagelinie
  • Werker Assistenzsysteme für die Fließmontage: Innovative Mensch-Roboter-Konzepte zur Automatisierung von Produktions- und Prüfprozessen in der Fließmontagelinie
  • Virtuelles Anlagen-Engineering: Methoden und Tools zur Entwicklung, Konstruktion und virtuellen Inbetriebnahme von robusten Produktionsanlagen
  • Energieeffizienz für den cyberphysischen Produktionsverbund: Entwicklung von Methoden und Anwendungen zum energieeffizienten Betreiben von Produktionsanlagen in unterschiedlichen Betriebszuständen
  • Modell- und Testfabrikumgebung:

Ausbau der Modellfabrik am ZeMA zur Validierung der Forschungsergebnisse in einem realen Demonstrator

Ergebnisse / Projektstand:
Das Projekt wurde Mitte 2015 gestartet und läuft über mindestens 3,5 Jahre. Der Arbeitsplan ist so aufgebaut, dass die Inhalte der Arbeitspakete parallel beginnen und zum Projektende einen gemeinsamen Projektstand in Form einer Entwicklungsumgebung erreichen.

Verwertungskonzept:
Mit der geschaffenen Entwicklungsumgebung sollen Prozesse validiert und Fortsetzungsprojekte mit der Industrie und Forschungsdienstleistungen ermöglicht werden. Zusätzlich wird der Demonstrator und die Forschungsergebnisse genutzt um weiterführende Forschungsprojekte zu beantragen und durchzuführen. Darüber hinaus wird das Equipment zu Lehre- und Weiterbildungsmaßnahmen eingesetzt.

Laufzeit:

07.06.2015-31.12.2018

Gefördert von: EU EFRE

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TRSE Teilautomatisierter Roboterschweißplatz für die Einzelteilfertigung

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Im EFI-Projekt (Technologieförderprogramme des Saarlandes) „Teilautomatisierter Roboterschweißplatz für die Einzelfertigung“ konnte das ZeMA zusammen mit einem Anwender einen neuartigen Roboterschweißplatz entwickeln, der die Vorteile von Mensch und Roboter vereint.

Problemstellung:
Der Sondermaschinen- und Anlagenbau unterliegt technischen und wirtschaftlichen Risiken. Viele Varianten und geringe Losgrößen sind eine Herausforderung besonders in der Fügetechnik. Als Resultat daraus werden gerade in kleineren Betrieben viele Produktionsprozesse manuell ausgeführt, da ein höherer Auto-matisierungsgrad nicht wirtschaftlich, oder benötigtes Wissen zur Umsetzung nicht vorhanden ist. Durch immer größeren Preisdruck lassen sich die manuellen Prozesse an Hochlohnstandorten wie zum Beispiel dem Saarland, nicht mehr wirtschaftlich und konkurrenzfähig realisieren.

Zielsetzung:
Großes Potenzial zur Effizienzsteigerung und Erhöhung der Prozessfähigkeit sowie Senkung der Produktionskosten bietet die Teilautomatisierung von Schweißarbeitsplätzen. Die Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) ist ein Ansatz zur bedarfsgerechten, angepassten und gegebenenfalls temporären Automatisierung. Zentrales Element eines teilautomatisierten Roboterschweißplatzes ist die Entwicklung einer neuen Bedienoberfläche, die die intuitive Anpassung eines Robotersystems im Produktionsprozess ermöglicht.

Vorgehen:

  • Das Forschungsprojekt TRSE ist in sieben Arbeitspakte (AP) unterteilt.
  • AP1: Analyse der Aufgabenstellung
  • AP2: Konzept für ein teil-automatisiertes Schweißsystem
  • AP3: Einbindung der Roboter-steuerung
  • AP4 – 6: Entwicklung einer Mess-strategie, eines Bedien- und Sicher-heitskonzeptes
  • AP7: Aufbau der Entwicklungs-umgebung

Ergebnisse / Projektstand:
Die Entwicklung des teilautomatisierten Roboterschweißplatzes stellt einen Lösungsansatz zur bedarfsgerechten Automatisierung dar. Das Robotersystem wurde speziell nach den Anforderungen des Sondermaschinenbaus ausgelegt.

Durch die Entwicklung des Musterbauteils konnten die Anforderungen eines Robotersystems definiert und für die Systemauslegung verwendet werden. Das neu entwickelte Robotersystem ermöglicht ein schnelles und einfaches Einrichten der Roboterzelle, um den Herausforderungen der Montage von kundenspezifischen Produktlösungen gerecht zu werden.

Durch das neuentwickelte Messkonzept kann das Robotersystem nach einem Umbau schnell wieder in Betrieb genommen werden, was die Stillstandzeiten der Montagezelle reduziert und die Produktivität der Anlage steigert.

Kombiniert mit einem intuitiven Bedien-konzept, das eine einfache Bedienung des Roboters ohne oder mit nur geringen Roboterkenntnissen ermöglicht. Es richtet sich damit nach den Bedürfnissen des Schweißfacharbeiters. Mit der TRSE Oberfläche zur intuitiven Bedienung des Robotersystems ergeben sich einfache und innovative Möglichkeiten in der Automatisierung. Dies ermöglicht Prozesse flexibel und wirtschaftlich gestalten zu können und somit die Konkurrenzfähigkeit von Hochlohnländern auch zukünftig sicher-zustellen.

Das Sicherheitskonzept ermöglicht während der Inbetriebnahme und dem Einrichten der Montagezelle, ein direktes Zusammenarbeiten zwischen Mensch und Roboter ohne trennende Schutzeinrichtung. Damit bietet das Sicherheitskonzept neue Möglichkeiten der Arbeitsplatzgestaltung und ermöglicht eine fähigkeitsbasierte Arbeitsteilung, was im Projekt zu einer Effizienzsteigerung und Erhöhung der Prozessfähigkeit sowie zur Senkung der Produktionskosten führt.

Verwertungskonzept:
Das Projektziel wurde vollständig erreicht und konnte für die Vorbereitung der industriellen Umsetzung eines teilautomatisierten Roboterschweißplatzes genutzt werden.

Der im Zuge der Methodik entwickelte Technologieträger dient als Ausganspunkt zum Wissenstransfer zu anderen Branchen und Unternehmen im Saarland.

Laufzeit:

01.05.2014-31.05.2015

Projektpartner: Woll Maschinenbau

Logo Fa Woll

 

 

Gefördert von Saarland und europäischen Union

Logo EU_MWW

4by3 Effektive und sichere Mensch-Roboter-Kollaboration

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Im aktuellen EU-Forschungsprojekt 4by3 werden derzeit verschiedene Szenarien für die Mensch-Roboter-Kooperation umgesetzt. Arbeitspakete vom ZeMA sind einerseits die Entwicklung eines Mensch-Roboter-fähigen Systems und anderseits die Umsetzung von zwei Anwendungsszenarien.

Problemstellung:
Mensch-Roboter-Kooperationssysteme werden teilweise schon in der Produktion eingesetzt und stellen einen Ansatz zur bedarfsgerechten und ggf. temporären Automatisierung durch die Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) dar. Die MRK im Produktionsumfeld weist verschiedene Herausforderungen auf, so zum Beispiel die Benutzerfreundlichkeit und Effizienz. Weitere Aspekte sind die schnelle Anpassung der Systeme an die verschiedenen Aufgaben und die Sicherheit, die eine Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter ermöglicht. Die bisher auf dem Markt verfügbaren Robotersysteme weisen jeweils spezifische Nachteile auf und können die genannten Anforderungen nicht in vollem Maße erfüllen.

Zielsetzung:
Ziel des Projekts FourByThree ist die Entwicklung von einem neuen Robotersystem, die den Herausforderungen der Mensch-Roboter-Kollaborationen an gemeinsamen Arbeitsplätzen gerecht wird. Zu diesem Zweck soll das Robotersystem vier Haupteigenschaften mitbringen:

  • Modularität
  • Sicherheit
  • Benutzerfreundlichkeit
  • Effizienz

Vorgehen:
Die Entwicklung des 4by3 Roboters basiert auf einer branchenübergreifenden Bedarfsanalyse mit vier verschiedenen Montageaufgaben. Die Anforderungen werden aus der Analyse der Produkte, der Produktionsprozesse und deren Betriebsmitteln abgeleitet. Neben klassischen Roboterkenngrößen werden auch Aufgabenteilungen und Interaktionen zwischen Mensch und Roboter analysiert und beschrieben.

Die konstruktionssystematische Entwicklung des modularen, flexiblen und kollaborativen 4by3 Roboters besteht aus mehreren Arbeitspaketen. Neben Aktoren-, Steuerungs- und Sicherheitsentwicklung beschäftigt sich das ZeMA mit der Entwicklung der Armmodule und deren Verbindungselementen. Über eine kinematische Strukturanalyse werden die erforderlichen Arbeitsräume des Roboters untersucht und in einen kinematischen Roboterbaukasten überführt. Als Grundlage der Optimierung des Baukastensystems dient die Validierung und Realisierung des 4by3 Roboters im Produktionsumfeld.

 

Ergebnisse / Projektstand:
Hardware und Software des Robotersystems werden für die Mensch-Roboter-Kollaboration an gemeinsamen Arbeitsplätzen optimiert.

Durch die Modularität der neuen Robotergeneration können Hard- und Software der Systeme vom Anwender beliebig kombiniert werden. So können die Roboter optimal an die jeweilige Aufgabenstellung angepasst werden. Neue Mechanismen und Strategien können während des Betriebs am gemeinsamen Arbeitsplatz die größtmögliche Sicherheit für den Arbeiter gewährleisten. Durch multimodale Interaktionsmechanismen kann eine besonders einfache Programmierung ermöglicht werden. Hierdurch wird die Benutzerfreundlichkeit vor allem für Arbeiter ohne Vorkenntnisse im Programmieren deutlich erhöht.

Durch diese Maßnahmen werden effiziente Roboter entwickelt, die schnell in Betrieb genommen werden können und zuverlässig und sicher arbeiten.

Vier Pilotanwendungen werden genutzt, um die Roboter gemäß den Bedürfnissen in der Produktion zu entwickeln und anzupassen.

Verwertungskonzept:
Für die im Projekt FourByThree gewonnenen Forschungsergebnisse werden bereits Folgeprojekte beantragt und auf nationaler und internationaler Plattform veröffentlicht. Die entwickelte Technologie und Methodik wird in vier Produktionsanlagen in enger Zusammenarbeit mit den Industriepartnern umgesetzt.

Laufzeit:

01.12.2014-31.12.2017

 

Logo

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Gefördert von: European Commission

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