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Robotik in der Fertigung: KI plant flexibel um
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Was haben Sie herausgefunden?
Der entwickelte mobile Roboter steigert die Wertschöpfung in der Intralogistik. Prozesszeiten wie etwa für den Transport können nun auch für andere Tätigkeiten genutzt werden. Schon während der Fahrt können nun Bauteile in dafür vorgesehene Boxen abgelegt werden. Unsere KI-basierte Aufgabenplanung entscheidet über die nötigen nächsten Schritte im Produktionsablauf und passt sich kontinuierlich dem aktuellen Systemzustand an. Sie reagiert fortlaufend auf aktuelle Fehler und berechnet Alternativen, um das vorgegebene Ziel wie etwa eine fertig montierte Box trotz eines vorliegenden Fehlers zu erreichen. Die auf der mobilen Plattform integrierte Zwei-Arm-Lösung ermöglicht die Handhabung von Objekten unterschiedlicher Größe und Beschaffenheit. Kurze Planungszeiten im Sekundenbereich ermöglichen es, die Bewegungen der Roboterarme unmittelbar vor der Ausführung online zu planen. Die Regelung der beiden Roboterarme reduziert die Gefahr, dass sich die beiden Arme bei kooperativen Bewegungen in die Quere kommen, etwa wenn sie gemeinsam ein Objekt (etwa eine große Schachtel) greifen. Außerdem kompensiert die Regelung der Roboterarme Störkräfte, die durch die dynamischen Bewegungen der mobilen Plattform entstehen.
Welche Herausforderungen traten während der Forschung auf?
Prozesse in der Intralogistik müssen sehr flexibel sein. Daher musste ein System entwickelt werden, das sich kontinuierlich an den aktuellen Systemzustand und etwaigen Fehlerfällen anpasst, wenn etwa Bauteile für die Bestückung fehlen oder die zu greifenden Objekte an unbekannten oder ungenauen Orten liegen. Eine zentrale Rolle spielte dabei, die Planungszeiten zu reduzieren. Der KI-basierte Ansatz der Aufgabenplanung ist sehr flexibel und erfordert nur eine geringe Rechenzeit. Durch eine effiziente Modellierung der Umgebung und verbesserte Algorithmen zur Bewegungsplanung lassen sich intuitive Bewegungen der Roboterarme sehr schnell berechnen. Darüber hinaus treten bei Handhabungsaufgaben während der Fahrt durch die Bewegung der mobilen Plattform dynamische Kräfte auf, die die Genauigkeit der Roboterarme beeinflussen und denen entsprechend entgegengewirkt werden muss.
Wofür ist die Forschung in der Praxis sinnvoll?
Die entwickelte Steuerung der beiden Roboterarme berechnet in kurzer Zeit Roboterbewegungen, die für die Mitarbeitenden in der Nähe des Roboters intuitiv sind. Dabei vermeidet sie unter allen Umständen Kollisionen zwischen den beiden Roboterarmen und sorgt gleichzeitig für eine kontinuierliche und schnelle Bewegung der Roboterarme. Die Software kann auch auf Anwendungen mit nur einem Roboterarm oder auf Anwendungen mit einer größeren Anzahl von Robotern angewendet werden. Sie kann also auf beliebige andere als die im Projekt untersuchten Produktions- und Logistikprozesse angewendet werden.
Weitere Informationen:
- Zum Video
- Zum Paper: Mobile Preassembly Systems with Cooperative Dual-Arm Manipulation - A Concept for Industrial Applications in the Near Future; Jonas Wittmann, Mathias Laile, Johannes Rainer, Johannes Fottner, Daniel Rixen; ISR Robotics 2023; 12-2023.
Die Ergebnisse des Forschungsprojektes werden den Mitgliedsunternehmen des bayme vbm am 18. und 25. April 2024 um 13:00 per Teams präsentiert.
Wer Interesse hat, kann sich direkt unter folgendem Link anmelden: https://www.baymevbm.de/baymevbm/ServiceCenter/Forschung-Entwicklung/Forschungsprojekte/F-E-Leiter-innen-Nord.jsp
Falls Sie keinen direkten Zugang haben, können Sie sich auch gerne beim Geschäftsführer der Kompetenzzentrum Mittelstand GmbH, Herrn Dr. Georg Liedl, melden: georg.liedl(at)kme-mittelstand.de