viEMA - Vernetzte, informationsbasierte Einlern- und Ausführungsstrategien für autonome Montagearbeitsabläufe

Durch den Trend zu immer kundenspezifischeren Produkten wandeln sich bei Herstellern und Zulieferer die Anforderungen an Montageeinrichtungen grundlegend. Durch die kleineren Losgrö├čen und unsicheren Stückzahlprognosen erreichen klassische Automatisierungslösungen aufgrund des hohen Engineering-Aufwandes rasch ihre wirtschaftlichen Grenzen. Das gleiche gilt für Handplätze, wenn der Stückzahlhochlauf erfolgt. Um auch an Hochkostenstandorten wie Deutschland die wirtschaftliche Produktion zu ermöglichen, sind hier neue Montagekonzepte gefragt. Somit kann für das produzierende Gewerbe ein stark wachsender Bedarf an flexiblen Handhabungseinrichtungen prognostiziert werden.

Das Forschungsprojekt viEMA verfolgt daher ein skalierbares, roboter- und sensorgestütztes Montagekonzept: Zu Beginn eines Produktanlaufs wird zunächst am Handplatz der Montageprozess manuell und bedarfsgesteuert durchgeführt. Bei Stückzahlhochlauf wird an diesen Handplatz eine flexible Montagezelle angedockt und somit die Ausbringung erhöht. Am Handplatz werden nur geringfügige Anpassungen durchgeführt, sodass bei Stückzahlrückgang wieder ein Werker die Montage von kleineren Fertigungsaufträgen übernehmen kann. Die einfache bedarfsgerechte Programmierung solcher flexibler Montagezellen wird während des viEMA-Projekts durch die Entwicklung von Einlern- und Ausführungsstrategien ermöglicht. Dafür müssen mehrere Teilprobleme gelöst werden: Grundsätzlich muss ein Robotersystem in der Lage sein, Werkstücke selbstständig zu erkennen, von einer Ablage zu greifen und in einer anderen Ablage bzw. einem Werkstückträger an einer vorgegebenen Position einzufügen. Dafür wird eine leistungsfähige Objekt- und Skilldatenbank mitgeführt. Hierbei wird die Objekt- und Szenenerfassung sowie die Modellierung und Abstraktion der Handlung mit modernen Methoden der Benutzerinteraktion verbunden, um ein ergonomisches Roboter-Teach-In zu ermöglichen. Dabei ist eine wichtige Eigenschaft des Gesamtsystems die einfache Programmierung von Montageabläufen, die auch durch untrainierte Benutzer möglich ist.

Das Projekt setzt sich durch die sehr konkrete Aufgabenstellung des Robotersystems für Handarbeitsplätze deutlich von anderen vergleichbaren Vorhaben ab. Die Arbeiten in viEMA vereinen das autonome Erledigen der konkreten Aufgabe am Handarbeitsplatz, die Netzwerk- und Internet-Anbindung für den Modell- und Produktionsdatenaustausch und für die Fernwartung und Ferndiagnose des Systems. Weiterhin wird durch einen automatischen Abgleich der Teilebibliotheken und der Skill-Datenbanken der Aufwand hinsichtlich Wartung und Betrieb der Montagezelle wesentlich verringert.

Die neuen Verfahren der Montageassistenz sind durch die Modularität und Skalierbarkeit gerade für KMUs ausgelegt. Ein wichtiger Aspekt im Projekt ist die (Re-)Konfigurierbarkeit der Zelle, sodass diese an verschiedene Szenarien anpassbar ist. Der Inbetriebnahmeaufwand ist durch die technischen Ansätze (intuitive Bedienerschnittstelle, 3D-Objekterkennung, Skill-Datenbank) deutlich geringer als bei herkömmlichen Systemen, sodass sich für Anwender auch der temporäre Einsatz rentiert. Durch die Verringerung der Produktionskosten ergibt sich eine hohe wirtschaftliche Attraktivität und eine Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit für KMUs.

viEMA auf der AUTOMATICA 2012!

Ein Technologiedemonstrator des viEMA-Projektes wird vom 22. bis zum 25. Mai auf der AUTOMATICA 2012 in München live zu sehen sein. Besuchen Sie uns auf dem Messestand der Innovationsplattform Servicerobotik in Halle B2 und sehen Sie auch weitere Projekte des AUTONOMIK-Programmes des BMWi und führender Industriepartner aus dem Robotik-Sektor.

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