Der Autonome Industrielle Mobile Manipulator (AIMM) des DLR konzentriert sich auf Fetch und Carry Operationen in teilweise unstrukturierten Umgebungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrierobotern, erweitern sich durch Kombination eines Manipulators mit einer mobilen Plattform, gerade im industriellen Kontext, die Einsatzmöglichkeiten des Robotersystems enorm. Beispielsweise können durch den erweiterten Arbeitsraum des Roboters sehr große Teile bearbeitet werden. Gerade für kleinere Unternehmen bedeutet die Mobilität in erster Linie auch Flexibilität.
Technische Daten
Systembeschreibung
AIMM besteht aus einer mobilen Plattform und Manipulator von KUKA und wurde am DLR um einen Greifer, eine Pan-Tilt-Einheit und mehrere Sensoren erweitert um die Wahrnehmung sowohl der Umwelt als auch der zu manipulierenden Objekte zu ermöglichen. AIMM kann zwischen verschiedenen Arbeitsstationen wechseln und unterschiedliche Aufgaben erfüllen, für die ein spezieller, dedizierter Roboter nicht rentabel ist. Diese neuen Einsatzmöglichkeiten stellen auch neue Herausforderungen an die Technologie des Robotersystems. So muss der Roboter in einer unbekannten Umgebung arbeiten können und auf Veränderungen der Aufgabe oder Umwelt reagieren können. Weiterhin muss das System einfach zu bedienen sein, da durch die flexiblen Einsatzmöglichkeiten das Programmieren neuer Aufgaben häufig durchgeführt werden muss. Unser Ansatz, um diese Anforderungen zu erfüllen, ist AIMM mit einem hohen Maß an Autonomie auszustatten. Letzten Endes muss ein solches System sich selbstständig in neuen Umgebungen zurechtfinden und den Anwender aktiv dabei unterstützen neue Aufgaben zu implementieren. Die Schwerpunkte unserer Forschung für AIMM liegen daher bei der Perzeption, Planung und Programmierung mit dem Ziel eines vollständig autonomen und komplexen Robotersystems, welches aber auch einfache Bedienbarkeit erlaubt.
Im Rahmen des EU-Projekts TAPAS wurde AIMM erfolgreich in einem realen industriellen Umfeld angewendet, und unterstütze die Montage eines Rotors. Die verschiedenen Aufgaben, die autonom durchgeführt werden mussten, waren Teile von mehreren Arbeitsplätzen abzuholen, Förderband Handling, Teile Transport und die Lieferung von Fertigteilen an das Lager. Im Rahmen der European Robotics Challenges EuRoC, verwenden fünf Challenger Teams aus ganz Europa eine neuere Version von AIMM um verschiedene Aufgaben im Spektrum von Roboter-Mensch-Logistik für die Flugzeugmontage bis hin zu Wartungsarbeiten in explosionsgefährdeten Bereichen und Automobillogistik bei einer Automontagelinie. Im EU-Projekt RobDREAM wird das AIMM Konzept angewandt, um die Fähigkeit des mobilen Manipulators im Bezug auf die Wahrnehmung, Navigation, Manipulation und das Greifen zu verbessern.
Ausgewählte Veröffentlichungen
[1] Andreas Dömel, Simon Kriegel, Michael Kaecker, Manuel Brucker, Tim Bodenmller and Michael Suppa, "Towards Fully Autonomous Mobile Manipulation for Industrial Environments", International Journal of Advanced Robotic Systems, 2017.
[2] Andreas Dömel, Simon Kriegel , Manuel Brucker and Michael Suppa. "Autonomous Pick and Place Operations in Industrial Production", In Proceedings of 12th International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence URAI, Goyang city, Korea, October 2015. Best Video Award. [BibTeX] [PDF] [Video]
[3] Simon Bogh, Casper Schou, Thomas Ruehr, Yevgen Kogan, Andreas Dömel, Manuel Brucker, Christof Eberst, Riccardo Tornese, Christoph Sprunk, Gian D. Tipaldi, and Trine Hennessy. "Integration and assessment of multiple mobile manipulators in a Real-World industrial production facility", In Proceedings of 41st International Symposium on Robotics ISR/Robotik, pages 1–8. VDE, June 2014.
The Autonomous Industrial Mobile Manipulator (AIMM) consists of a mobile platform and manipulator from KUKA and at DLR has been extended by a gripper, a pan-tilt unit and multiple sensors to allow for perception of the environment and the objects to be manipulated.
Quelle: DLR (CC BY-NC-ND 3.0).
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The Autonomous Industrial Mobile Manipulator (AIMM) performs fetch and carry operations at the Grundfos production site in Denmark for the assembly of rotor cores.
AIMM switches the conveyor belt off in order to pick up the rotor caps at another workstation at Grundfos in Denmark
AIMM drops off the required parts at the assembly station which another robot will use to assemble the rotor core.
AIMM plans and executes a collision-free motion after registering to the workstation utilizing the 3D model autonomously acquired in the setup phase
AIMM performs fetch and carry operations at the Automatica 2014 trade fair as part of the EU project TAPAS.
AIMM delivers parts to another robot which will assemble the rotor cores.