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Robotik

Mobile Assistenzroboter im industriellen Umfeld

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Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF forscht seit vielen Jahren erfolgreich auf den Gebieten der intelligenten Robotik, der sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration und der Assistenzrobotik und verfolgt dabei einen ganzheitlichen Einsatz. Dabei entstehen neue Technologien, die in naher Zukunft ihren Weg in die Industrie finden werden. Derzeit werden einige dieser neuen Entwicklungen und Einsatzszenarien für mobile Assistenzroboter in verschiedenen aktuellen Forschungsprojekten entwickelt und gemeinsam mit der Industrie erprobt und getestet.

Mobiler Assistenzroboter in der Flugzeugindustrie

Eines davon ist das Projekt „Valeri“. In dem von der Europäischen Kommission im Rahmen der FP7-Initiative „Fabriken der Zukunft“ finanzierten Forschungsprojekt entwickelt ein Konsortium aus europäischen Forschungs- und Industriepartnern unter Leitung des Fraunhofer-IFF mobile Assistenzroboter für den Einsatz im Flugzeugbau, die direkt in die Herstellungsprozesse von Flugzeugkomponenten integriert werden sollen (Bild 1). Der Valeri-Roboter wird zwei exemplarische Aufgaben in der Flugzeugproduktion durchführen: Er wird Dichtmasse entlang der Nuten auftragen und die Gleichförmigkeit und Vollständigkeit dieser aufgetragenen Dichtmasse optisch überprüfen (Bild 2 – siehe Bildergalerie).

Bildergalerie

Der Assistenzroboter Valeri soll die Produktivität und Qualität in diesen Bereichen verbessern und den Menschen entlasten. Das Fraunhofer-IFF ist verantwortlich für die Sicherheitstechnologien, um die sichere und produktive Arbeit des Roboters direkt in der Nähe des am selben Bauteil arbeitenden Menschen zu ermöglichen. Zum einen werden dazu die mobile Plattform und weitere Komponenten des Systems mit berührungssensitiven Taktilsensoren ausgestattet, die im Falle eines Kontaktes zwischen Mensch und Roboter den Roboter sofort stoppen (Bild 3). Zusätzlich dient die Taktilsensorik dazu, den Roboter durch Berührung in eine andere Richtung zu lenken. So können Menschen mit dem Roboter durch die taktilen Sensoren interagieren und Bewegungen der Plattform direkt steuern. Zum anderen wird das Werkzeug am Roboterflansch mittels eines 2½D-Kamerasystems auf eine Annäherung des Menschen hin überwacht, um mögliche Quetschgefahren während des Auftragens der Dichtmittel zu vermeiden.

Der Assistenzroboter Valeri verfügt insgesamt über zwölf Freiheitsgrade. Eine Besonderheit des Projekts ist die überlagerte Bewegung, in der die mobile Plattform und der Manipulator während des Dichtmittelauftrags entlang der Flugzeugschale gleichzeitig und synchronisiert im Einsatz sind. Mit Valeri entwickeln die Konsortialpartner ein System, das als adaptive und flexible Unterstützung auch in vielen anderen Bereichen eingesetzt werden kann. Das macht es sowohl für den Luft- und Raumfahrtbereich als auch für die Automobilindustrie interessant.

Materiallogistik und Handhabung übernimmt mobiler Roboter

In dem vom BMBF geförderten Projekt „Isabel“ geht es um Robotikanwendungen speziell für die Materiallogistik und Handhabung. Im Ergebnis soll ein mobiler Manipulator für Hol- und Bringdienste eingesetzt werden, bei denen er Bauteile von einer Station autonom zu einer anderen bringt. Außerdem soll er in der Lage sein, an den einzelnen Stationen diese Bauteile autonom aufzunehmen, abzulegen beziehungsweise in und aus Bearbeitungsmaschinen einzulegen oder zu entnehmen. Der autonome Transport von Material und die damit verbundene Handhabung dieses Materials werden in vielen Branchen benötigt, was dieses Projekt für viele verschiedene potenzielle Endanwender besonders interessant macht.

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