SMErobotics
Das Projekt SMErobotics zielt auf Vereinfachung der Entwicklung von robotergestützten Fertigungsanwendungen für kleine und mittelständige Unternehmen (KMUs) ab, sodass auch diese von den Vorteilen der voranschreitenden Automatisierung profitieren. Industrielle Endnutzer sollen ihre Effizienz steigern können und gleichzeitig die Fähigkeit behalten, kundenspezifische Produkte in kleiner Stückzahl zu liefern.
Eine neue Generation von flexiblen Robotern und anpassungsfähigen Produktionsmaschinen soll sich nahtlos in die manuelle Produktion einbinden lassen und dem erfahrenen Arbeiter zur Seite stehen.
Laufzeit: | 2012-01-01 bis 2016-06-30 |
Projektpartner: | |
Website: | |
Anwendungsfelder: | • Flexible Montage und Produktion • KMUs • Automatisierung in industielle Anwendungen • Automatisierte Montage von Produktvarianten • Leichtbauroboter • Industrie 4.0 |
Förderung | siebtes EU Rahmenprogramm (FP7), Fördernummer 287787 |
Projektdetails
Im Rahmen des Projektes SMErobotics forscht das Institut für Robotik und Mechatronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) zusammen mit dem Lehrstuhl für Robotik und Mensch-Technik-Interaktion der TU Chemnitz und dem Roboterhersteller KUKA an wirtschaftlichen robotergestützten Automatisierungslösungen insbesondere für kleine und mittlere Losgrößen. Der Fokus liegt hierbei auf der einfachen und flexiblen Montage individueller Baugruppen.
Obgleich sich viele Produkte aus einem begrenzten „Baukasten“ von Basiskomponenten zusammensetzen, lassen sich bisherige Montagelösungen nur schwer an neue Varianten und individuelle Kundenwünsche anpassen. Zudem ist ihre Einrichtung aufwändig und erfordert oftmals Expertenwissen über Automatisierung.
Eine Kombination von modernen Planungsalgorithmen für robotische Systeme mit einer Wissensdatenbank und Anwendertools soll künftig eine variable und konfigurierbare (Teil-)Automatisierung industrieller Fertigungsplätze mit minimalem Programmier- und Integrationsaufwand ermöglichen.
Die Wissensdatenbank enthält die CAD-Modelle der Bauteile, die Eigenschaften der Roboter sowie vorkonfigurierte Roboteraktionen. Letztere lassen sich dank einer symbolischen Parametrierung leicht an unterschiedliche Montagekontexte anpassen und somit für verschiedene Anwendungen wiederverwenden.
Der automatische Montageplaner errechnet die Montageschritte anhand der CAD-Daten und setzt sie unter Berücksichtigung des Roboteraufbaus und der Anordnung der Fixiereinrichtungen in ein Roboterprogramm um [1].
Mit Hilfe einer Montagesimulation kann der Bediener die Montage vorab virtuell testen und den Aufbau der Arbeitszelle optimieren, z. B. durch Verändern der Roboter- oder Ablagepositionen.
Durch die robuste Implementierung der Roboteraktionen und die Nutzung der sensitiven Regelungsmöglichkeiten des verwendeten Leichtbauroboters KUKA LBR iiwa können kleinere Abweichungen zwischen Simulation und Realität der Arbeitszelle (z.B. ungenaue Positionsangaben von Werkstücken oder Fixiervorrichtungen) ohne aufwändige Kalibrierungsschritte kompensiert werden.
Auf der AUTOMATICA 2014 wurde erstmals ein Technologiedemonstrator vorgestellt, bei dem ein KUKA LBR iiwa Profile und Verbinder aus einem Systembaukasten für den Betriebsmittelbau montierte: Die Besucher erstellten zunächst eine Vorlage, die der Roboter dann nachbaute und verschraubte. Hierzu wurde die Vorlage per Kamera erfasst und anhand der Wissensdatenbank in ein CAD-Modell überführt. Darauf basierend errechnete der automatische Montageplaner den Montageplan und generierte das Roboterprogramm [2].
Veröffentlichungen
[1] Ulrike Thomas, Theodoros Stouraitis And Maximo A. Roa, “Flexible Assembly Through Integrated Assembly Sequence Planning and Grasp Planning”, IEEE International Conference on Automation Science and Engineering - CASE 2015, pp. 586-592, Gothenburg, Sweden, 24-28 August 2015. doi: 10.1109/CoASE.2015.7294142. elib; ieee.
[2] Korbinian Nottensteiner, Tim Bodenmüller, Michael Kaßecker, Máximo Roa Garzon, Andreas Stemmer, Theodoros Stouraitis, Daniel Seidel, Ulrike Thomas (2016): “A Complete Automated Chain for Flexible Assembly using Recognition, Planning and Sensor-Based Execution” 47th International Symposium on Robotics ISR, 21.-22. Juni 2016, München, Deutschland. VDE Verlag. ISBN 978-3-8007-4231-8. elib; ieee.