Leichtbauroboter als Assistenten verändern die Montage nachhaltig

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Neue Möglichkeiten der Anwendung

Die neuen Technologien und Weiterentwicklungen von Leichtbaurobotern dürften dafür sorgen, dass der Anteil an Robotersystemen auch in der Montage steigen wird. Diese positive Tendenz belegen bereits Zahlen aus der World-Robotics-Studie 2015: Während der Absatz von Robotern für die Montage 2013 noch bei 16.100 verkauften Einheiten lag, stieg er 2014 bereits auf 24.000. Wie vielfältig bereits heute die Einsatzmöglichkeiten sind, zeigte der Vortrag von Dieter Faude von Faude Automatisierungstechnik. Er stellte zahlreiche Anlagen mit Leichtbau-Robotersystemen verschiedener Hersteller vor, die von Klebestationen über Be- und Entlademaschinen bis hin zum Handling einer Dichtschnur reichen.

Auch in der angewandten Forschung liegt der Fokus darauf, flexiblere und effizientere Robotersysteme zu entwickeln, die schneller und einfacher einsetzbar sind als bisher üblich. Möglich macht dies eine neue Roboterprogrammierung für kraftgeregelte Montagevorgänge, die Frank Nägele vom Fraunhofer-IPA vorstellte. Mit der Software können verschiedene komplexe Vorgänge, wie das Montieren von Schaltschränken und Autotürgriffen oder das Schrauben, erstmals wirtschaftlich automatisiert werden (Bild 2 und 3). Grundprinzip ist, dass der Montageprozess nicht mehr roboter-, sondern aufgabenorientiert programmiert wird. So ist er leicht auf neue Aufgaben ähnlicher Art oder gar andere Robotersysteme übertragbar. Möglich macht dies das bedingungsbasierte Programmieren: Dem Roboter wird die Bahn nicht mehr im Vorfeld vorgegeben, sondern der entwickelte Algorithmus kann diese zur Laufzeit berechnen. Zunächst werden der Prozess, Werkstück- und Prozessparameter in allgemeiner Form modelliert. Durch Zuweisung variantenspezifischer Werte und mithilfe aktueller Sensordaten, wie Kontaktkräfte, Abstände oder Objekterkennung, berechnet das System entsprechend seiner Kinematik selbst, wie es sich bewegen muss, und arbeitet die Prozessbausteine als eine Folge von Aufgaben ab.

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Die neue Technik bietet den Vorteil, dass die einzelnen Programmteile oder Prozessbausteine, auch „Skills“ genannt, wiederverwendbar sind. Außerdem sind sie leicht neu zusammensetzbar, können anders geordnet oder priorisiert werden. Dies ermöglicht das Baukastenprinzip, nach dem die Experten ihre Software entwickelt haben. So haben sie die für jeden Anwendungsfall nötigen Skills des Robotersystems hierarchisch und bis auf die Mikroebene in einzelne, für sich abgeschlossene Programmkomponenten gegliedert. Zudem lässt sich die neue Programmierung nahtlos in Industrie-4.0-Szenarien integrieren. Die programmierten Skills stehen zentral allen mit der Cloud-Architektur verbundenen Robotersystemen bereit und können bei Bedarf geladen werden.

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