Lernfähige Robotiksysteme

Hohe Qualitätsanforderungen, eine wachsende Variantenvielfalt und zunehmende Individualisierung der Produkte sowie ein verschärfter Fachkräftemangel erhöhen die Nachfrage nach Automatisierung. In der Montage werden Produkte aufgrund der Komplexität und Vielfalt von Prozessschritten oft noch manuell gefertigt, aber auch hier ist eine stärkere Automatisierung für viele Unternehmen eine Chance, um den genannten Herausforderungen zu begegnen. Repetitive, monotone oder sogar gefährliche Aufgaben in Montageprozessen können von Cobots übernommen werden, um manuelle Montageprozesse feinfühlig und kooperativ in einem Zusammenspiel zwischen dem Menschen und Robotern zu automatisieren. Grundlagen hierfür sind die integrierte Sensorik von Cobots, sowie Algorithmen, die das Erkennen und Regeln von Kontaktkräften sowie flexible Steuerung des Roboterverhaltens erlauben. Allerdings bleiben die effiziente Programmierung und Parametrisierung des Roboterverhaltens in kooperativen Montageprozessen eine Herausforderung. Hierfür entwickelt das Fraunhofer IOSB-INA gemeinsam mit dem CoR-Lab der Universität Bielefeld Lösungen für die intelligente Automatisierung auf Basis aktueller KI-Methoden, die in Simulation trainiert und in wenigen Schritten in eine Produktionsumgebung übertragen, dort eingesetzt und durch Mitarbeitende optimiert werden können. Der Einsatz von KI-basierten Cobots erhöht damit die Attraktivität der individuellen Arbeitsplätze, sowie die Flexibilität und die Produktivität in Montageprozessen. 

Diese Prinzipien werden in einer hybriden Arbeitsumgebung demonstriert, die aus zwei miteinander kollaborierenden Robotern, einem projektionsbasierten Assistenzsystem und einem Visionsystem gezeigt. In dieser Umgebung werden typische Montagetätigkeiten wie beispielweise das flexible, kraftbasiertes Fügen unterschiedlicher Bauteile, sowie die automatisierte Handhabung komplexer Bauteile unterstützt. Das projektionsbasierte Assistenzsystem unterstützt die menschlichen Mitarbeitenden durch die Darstellung der Arbeitsschritte mit Informationen wie Texten, Bildern und Videos.