Die Digitalisierung der Fabrik ist in vollem Gange: Forschungseinrichtungen zeigen auf der Automatica die jüngsten Trends in Sachen Automatisierung, Digitaler Zwilling und Robotik. (Bild: stock.adobe.com /Sergey Nivens)
Roboterarm mit Direkt-Diodenlasersystem für den 3D-Druck
Auf dem Berlin-Brandenburgischen Gemeinschaftsstand A2.421 der Laser World of Photonics zeigt das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) gemeinsam mit den Berliner Partnerunternehmen Photon Laser Manufacturing und SKDK erstmals einen beweglichen Roboterarm mit integrierter Laserstrahlquelle für die additive Fertigung im Leichtbau.
Das Diodendirektlasersystem der Kilowatt-Klasse zeichnet sich durch die ungewöhnliche Wellenlänge von 780 nm aus, die die Effizienz in der Auftragsbearbeitung deutlich verbessert. Dies gilt aufgrund der erhöhten Absorption, insbesondere für die Fertigung von Strukturen auf Aluminiumbasis. So sollen unter anderem maßgeschneiderte Seitenwände für Hochgeschwindigkeitszüge mit deutlich reduziertem Gewicht hergestellt werden. Dank der kompakten Größe des Lasersystems können komplexe Bauteile auch auf engstem Raum gefertigt werden. Da es ohne Lichtleiter auskommt, ist es zudem weniger fehleranfällig.
Basis dieses und weiterer Lasersysteme für Hochleistungsanwendungen sind die Diodenlaser-Stacks des FBH. Sie bestehen aus neuartigen, vertikal gestapelten Diodenlasern, deren Gesamtleistung bis in den Kilowattbereich skaliert werden kann.
Fraunhofer: Potentialanalyse auch für Schweißprozesse
„Kann ich dieses Bauteil auch mit einem Roboter schweißen?“ Mit dieser Frage beschäftigen sich immer mehr Unternehmen, insbesondere aus dem Mittelstand. Denn während das Roboterschweißen für Großserien oder Produktionen mit hohen Stückzahlen ein und desselben Bauteils längst verbreitet ist, steckt es bei Kleinserien noch in den Kinderschuhen. Dabei ist der Bedarf nach mehr Automatisierung extrem hoch, zum Beispiel aufgrund des Mangels an erfahrenen Fachkräften, aber auch wegen des Drucks, in einem Hochlohnland wie Deutschland wirtschaftlich zu produzieren. Hinzu kommt, dass mit dem großen Marktsegment der sogenannten Cobots, also kleinen, kompakten Roboterarmen, neue Anwendungen auch für das Schweißen leichter realisierbar werden.
Aus diesem Grund hat das Fraunhofer-Institut IPA jetzt seine Automatisierungs-Potenzialanalyse (APA) für den Bereich des Robotik-Schweißens erweitert. Ab sofort können Unternehmen, die noch viele Schweißprozesse manuell durchführen, diese hinsichtlich ihrer Automatisierbarkeit systematisch analysieren lassen – und das sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus technischer Sicht. Die Schweiß-APA kann in kleinen Projektformaten als Beratungsleistung direkt vor Ort im Unternehmen durchgeführt werden.
Die APA-Expert:innen sind auf der Automatica zu finden am Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft in Halle 4, Stand 321
30 Demos zu Robotik und KI auf der Automatica
Forschung zu Robotik und KI ist ein Schwerpunktthema auf der Automatica: Mehr als 30 Forschungsdemonstrationen sind in Halle B4 im Bereich AI-Society zu sehen. Eine Übersicht der Showcases finden Sie hier. Die Kombination der beiden Bereiche Robotik und KI ist nicht zufällig: Eine Schlüsselqualifikation von Robotern ist, dass sie intelligent werden - also selbstständig Entscheidungen treffen können. „Der Roboter braucht einen physischen Körper und künstliche Intelligenz“, sagt Prof. Albu-Schaeffer, Robotikexperte am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und an der Technischen Universität München (TUM). Er spricht von verkörperter Intelligenz, englisch embodied intelligence.
Im Leuchtturmprojekt KI.Fabrik an der TU München entstehen beispielsweise lernfähige und flexible Roboter, die den Menschen mit künstlicher Intelligenz bei der Arbeit unterstützen.
Zu den Exponaten auf der Automatica gehören unter anderem:
- Digital Twin-mediated Teleoperation: Wie die Fernmontage verbessert werden kann
- Hydrabyte Robosphere meets Olive Robotics: Wie mehrere Montageschritte auf kleinstem Raum gleichzeitig ausgeführt werden können
- Geriatronics - interacting with spill-free Robots: Wie Roboter Flüssigkeiten transportieren, ohne dass etwas verschüttet wird.
- Roundpeg: Wie Roboter mit integrierter Personenerkennung sicher im industriellen Umfeld eingesetzt werden können.
Neben der APA ist das Fraunhofer IPA mit zehn weiteren Exponaten vertreten, hier eine Auswahl:
CURT_mini: Autonome Outdoor-Navigation
Auch außerhalb von Produktionshallen wird immer mehr Automatisierung gewünscht. Daher beschäftigt sich eine Gruppe am Fraunhofer IPA mit der Entwicklung einer robusten, autonomen Outdoor-Navigation für die Herausforderungen typischer Outdoor-Umgebungen. Beispiele hierfür sind die Outdoor-Intralogistik, die Landwirtschaft oder die Forstwirtschaft.
Unterschiedliche Licht- und Witterungsbedingungen sowie Bodenbeschaffenheiten und Hindernisse stellen eine zentrale Herausforderung für die Navigation dar. So können beispielsweise bei intralogistischen Prozessen zwischen Werkshallen Hindernisse wie Kabelbrücken, Gullydeckel, Schlaglöcher oder Stufen und Absätze autonome Systeme vor Probleme stellen. Auf dem Messestand zeigt der Prototyp des Outdoor-Roboters CURT_mini, wie solche Schwierigkeiten durch aufeinander abgestimmte Hard- und Software gelöst werden können und Intralogistik auch im Außenbereich erfolgreich umgesetzt werden kann.
Wie CURT_mini dabei seine Umgebung wahrnimmt, zeigt das folgende Youtube-Video:
DesignChain - Digitalisierung der Auftragsabwicklung
Die Industrie muss kundenindividuelle Produkte kostengünstig und in immer kürzerer Zeit herstellen. Um unter diesen Bedingungen im globalen Wettbewerb bestehen zu können, empfiehlt sich die sogenannte "DesignChain", also die durchgängige Digitalisierung und Automatisierung der technischen Auftragsabwicklung - von der Bestellung bis zum fertigen Produkt.
Wie das genau funktioniert, zeigt ein Forscherteam um Timo Denner aus der Abteilung Fabrikplanung und Produktionsmanagement am Fraunhofer IPA. Messebesucher können am Stand ein individuelles Produkt konfigurieren, das anschließend als CAD-Modell erstellt, fertigungsgerecht simuliert und auf einem 3D-Drucker produziert wird.
Robo-Dashcam: Sicherheit ohne Performance-Verlust
Sicherheitskonzepte können die Taktzeit einer Roboteranwendung negativ beeinflussen. Mit dem Exponat "Robo-Dashcam2 kann dies verbessert werden. Dazu erfasst eine Kamera datenschutzkonform sicherheitsrelevante Daten und Personen, während die Roboterzelle in Betrieb ist.
Auf Basis dieser Daten kann das Sicherheitskonzept dann nachträglich angepasst werden, um die Leistung oder Taktzeit der Anwendung zu erhöhen. "Wir messen die optimierte Roboterleistung und können die Sicherheitsabstände reduzieren. So zeigen wir den Erfolg des Projekts und die Effizienz unserer Robo-Dashcam", sagt Aulon Bajrami vom Fraunhofer IPA, der die Anwendung mitentwickelt hat. Bis zu zehn Prozent mehr Produktivität und 54 Prozent weniger Zeitaufwand für die Risikobeurteilung sind möglich.
Wie Roboter ihren Feierabend verbringen
Was die verschiedenen Roboter des IPA in der Nacht so treiben, hat das Forschungsinstitut übrigens schon mal Anfang dieses Jahres in einem Youtube-Video enthüllt. Vielleicht sollte man sich auf der Automatica auch mal auf die Lauer legen: vielleicht feiern die ganzen Roboter in den Hallen nach "Dienstschluss" ja eine große Party! Ton aufdrehen, nicht vergessen...
Dieser Artikel erschien zuerst auf unserer Schwester-Plattform all-electronics.de
