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Roboterlösung für flexible Fertigungslinien

Durch die Installation von Zweiarmrobotern entlang der Fertigungslinien können Hersteller auf flexible und kostengünstige Weise eine individualisierte Massenfertigung erreichen.

Digitale Wirtschaft

Hierbei handelt es sich um einen beliebten Fertigungstrend, der Verbrauchervorlieben mit standardisierten Prozessen in den Fertigungslinien kombiniert. Ziel ist es, maßgeschneiderte Produkte so effizient wie möglich anzubieten. So könnten Möbelhäuser beispielsweise ein Sofa mit verschiedenen Stoffen oder Konfigurationen offerieren oder ein Fahrradhersteller könnte eine Fahrradlinie mit einer Auswahl verschiedener Funktionen auf den Markt bringen. Nicht alle Hersteller haben jedoch die Vorteile von Basistechnologien wie Robotertechnik, Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) und künstliche Intelligenz (KI), die ihre Fertigungslinien in puncto Flexibilität auf die nächste Stufe heben könnten, in vollem Umfang ausgeschöpft. „Die Einführung von Technologien, die große Flexibilität in Fertigungslinien ermöglichen, wird immer noch als Herausforderung angesehen“, so Mildred Puerto-Coy, Koordinatorin des Projekts VERSATILE und Projektmanagerin für den Bereich Fortgeschrittene Fertigung bei Tecnalia in Spanien. „Hierin steckt dennoch Potenzial. Die Möglichkeit, mit denselben Fertigungsanlagen unterschiedliche Aufgaben auszuführen, würde den Herstellern helfen, die individualisierte Massenfertigung auf äußerst effiziente Weise zu erreichen.“

Flexible Fertigungslinien

Ziel des Projekts VERSATILE war die Installation von Zweiarmrobotern entlang einer Reihe von Fertigungslinien. Diese Roboter wurden dafür ausgelegt, komplexe Aufgaben auszuführen, die aufgrund ihrer Manipulationsanforderungen normalerweise Menschen zugewiesen wurden. „Unser Anliegen war es, die Werkzeuge für die Einrichtung, Programmierung und den Betrieb dieser innovativen Robotersysteme zu entwickeln“, erklärt Puerto-Coy. „Diese Roboter wären flexibel genug, um sich automatisch an eine Vielzahl von Produktvarianten anzupassen und damit Unternehmen zu einer kostengünstigen individualisierten Massenfertigung zu verhelfen.“ VERSATILE konzentrierte sich auf drei Industriesektoren: Automobil, Luft- und Raumfahrt sowie Konsumgüter. In technischer Hinsicht arbeitete das Projektteam an der Erweiterung der Manipulationsfunktionen von Zweiarmrobotern, damit diese Gegenstände unterschiedlicher Größe und Form handhaben und große Objekte auf natürlichere Weise transportieren können. Darüber hinaus wurden auch Fortschritte bei der autonomen Navigation, Positionierung und Lokalisierung erzielt. „In geschäftlicher Hinsicht wollten wir den Einsatz von Robotern in der europäischen Industrie fördern“, so Puerto-Coy. „Wir haben für unsere drei Zielsektoren realistische Kapitalrenditen auf der Grundlage der Effizienz unserer Fertigungslinien berechnet. Bei der Zusammenarbeit mit Unternehmen, die Zeit und Geld investieren, ist es wichtig, das Rad nicht neu zu erfinden, sondern sich stattdessen auf die Lösung von Problemen zu konzentrieren.“

Auf dem Weg zur Automatisierung

Das Projektteam hat erfolgreich gezeigt, dass viele manuelle Aufgaben durch einen flexiblen und automatisierten Ansatz tatsächlich effizient ausgeführt werden können. „Wir sind mit den Ergebnissen zufrieden“, sagt Puerto-Coy. „Wir haben bei dem komplexen Problem der Manipulation mit zwei Armen echte Fortschritte gemacht. Die Forschungsarbeit wurde bereits veröffentlicht und wir gehen davon aus, dass wir die Entwicklung fortsetzen werden.“ Zu den verwertbaren Ergebnissen zählen neben sämtlichen Integrationsarbeiten, die im Rahmen der Pilotvorhaben geleistet wurden, auch Steuerungsalgorithmen, autonome Navigationssoftware und Software für das Robotersehen. „Unser Pilotvorhaben im Automobilbereich war beispielsweise das komplexeste des gesamten Projekts“, erklärt Puerto-Coy. „Dennoch haben wir es geschafft, alle erforderlichen Technologien zu integrieren.“ Obwohl die in VERSATILE entwickelte Technologie nicht sofort marktreif ist, erzielte das Projekt zwei verwertbare Ergebnisse, die nun auf dem Weg zur Kommerzialisierung sind. Puerto-Coy ist zuversichtlich, dass die erarbeiteten Systeme schließlich entlang von Fertigungslinien installiert und zu einer Erleichterung der individualisierten Massenfertigung beitragen werden. In einigen Fällen übertrafen die Kosten der vorgeschlagenen Systeme auch die Erwartungen für die Endanwendung. „Dies zeigt, dass industrielle Flexibilität nur unter bestimmten Bedingungen erreicht werden kann“, sagt Puerto-Coy. „Alle unsere Endanwendenden haben die derzeitigen Möglichkeiten flexibler Robotersysteme verstanden und akzeptiert, dass weitere Forschung und Entwicklung notwendig sind, wenn Probleme nicht wie gewünscht gelöst werden können.“

Schlüsselbegriffe

VERSATILE, Roboter, Robotertechnik, Industrie, Automobilindustrie, Internet der Dinge, IoT, künstliche Intelligenz, KI, Tecnalia, Zweiarmroboter, Fertigung

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