Produktion der Zukunft

Martin Schrüfer,

Auf dem Weg zu intelligenten, autonomen Transportrobotern

Die Entwicklung geht weiter: Für die smarte, automatisierte Produktion der Zukunft sind Transportroboter gefragt, die über Fähigkeiten wie autonome Fahrplanung und Personenerkennung verfügen, lernfähig sind und „mitdenken“ können. Die EK Robotics, Anbieter von FTS auf dem europäischen Markt, ist an zahlreichen aktuellen Forschungsprojekten beteiligt.

© EK Robotics

Wie lassen sich verformbare Lasten mit uneinheitlichen Maßen sicher automatisiert aufnehmen, transportieren und stapeln? Diese Frage stand hinter dem Projekt POS3D, das EK Robotics gemeinsam mit einem Kunden entwickelt. Hierfür setzte der Spezialist für Transportrobotik 3D-Kameras in Verbindung mit einer innovativen Software zur Bildauswertung ein. Eine Tiefenkamera, angebracht am autonomen Transportroboter, erfasst die zu transportierende Last und nimmt die Entfernung jedes einzelnen Bildpunktes auf. In einer Punktewolke werden die Daten gesammelt und von einer von EK Robotics entwickelten Software in Echtzeit ausgewertet. Dank höchst präziser Berechnungen ist das FTF nun in der Lage, die genaue Art und Position von Beförderungsgütern zu erkennen und diese millimetergenau anzusteuern. Der Einsatz der 3D-Kameratechnik macht damit automatisierte Logistikprozesse auch für instabile und verformbare Produkte von uneinheitlichen Höhen möglich. Das Pilotprojekt, erprobt anhand der Beförderung leerer PET-Behälter, bestätigte die Prozesssicherheit dieser Technik. Sie steht damit allen Kunden von EK Robotics zur Verfügung.

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VDA 5050 – Standard-Schnittstelle ist da

Hinter der VDA 5050 verbirgt sich eine universell geltende Schnittstellenbeschreibung, die zukünftig der Automobilindustrie die Anbindung unterschiedlicher Fahrerloser Transportfahrzeuge an ein vorhandenes Leitsystem in einem bestehenden Fahrerlosen Transportsystem vereinfacht. Initiatoren sind der VDA (Verband der Automobilindustrie e. V.) und der VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau/Fachverband Fördertechnik und Intralogistik). Ein kooperierendes Projektteam aus ebendiesen Verbänden, FTS-Anwendern und FTS-Herstellern, darunter auch EK Robotics, arbeitet seit Mitte 2017 an der Entwicklung dieser neuen Richtlinie. Ziel ist es, den Betrieb von Fahrerlosen Transportfahrzeugen verschiedener Hersteller in demselben Arbeitsumfeld zu ermöglichen. Jan Drömer, CIO bei EK Robotics und Vorstand der Fachabteilung „Fahrerlose Transportsysteme“ beim VDMA, erläutert: „Der erste Teil der Ergebnisse aus dieser Arbeit wurde bereits veröffentlicht. Nach Abschluss wird die Standardschnittstelle VDA 5050 dann für die FTF aus dem Hause EK Robotics umgesetzt.“

Mehr Planungssicherheit mit „Digitalem Zwilling“

Seit Anfang 2020 forscht EK Robotics in einem Kooperationsprojekt mit der Leuphana Universität Lüneburg an der Entwicklung eines digitalen FTS-Doppelgängers. Es beinhaltet die Erstellung eines „Digitalen Zwillings“ einer Kundenumgebung, für die ein FTS in einer 3D-Punktewolke konzipiert werden soll. „Ziel dieses Projekts ist es, mithilfe einer 3D-Punktewolke einen identischen virtuellen Zwilling der Anlagenumgebung zu erstellen, mit dem sich Objekte wie Anlagen oder Regale im Raum automatisch identifizieren und Fahrwege erkennen lassen. In dem digitalen Modell wird das FTS dann virtuell erprobt“, erklärt Jan Drömer. Auf diese Weise sollen alle Produktions- und Logistikprozesse schon vor der realen Inbetriebnahme durchlaufen. Es werden Lastspiele vorab simuliert und Herausforderungen aufgezeigt. „Wir arbeiten längst mit Simulationen, aber mithilfe eines identischen digitalen Abbilds der Kunden-umgebung können Inbetriebnahmen effizienter durchgeführt werden“, so der Experte aus dem Hause EK Robotics.

Leichtbaurobotik im Flugzeugbau

Ein weiterer Schritt in Richtung autonomer Transportrobotik ist das Projekt Commands 2, gefördert vom Land Niedersachsen. Das Projektteam, bestehend aus Airbus, Axios 3D Services, Broetje Automation, EK Robotics, Fraunhofer IFAM, Premium Aerotec und SWMS Digital Innovations, arbeitet an der Entwicklung einer Leichtbaurobotik-Toolbox für die Flugzeugmontage. Dieser sogenannte Cobot, also ein kollaborierender Roboter, der ohne trennende Schutzvorrichtung mit menschlichen Kollegen arbeiten darf, soll Beschäftigte bei Arbeitsschritten wie Nieten, Bohren und Schleifen unterstützen.

EK Robotics hat in diesem Projekt die Entwicklung der mobilen Plattform für den Leichtbauroboter übernommen. Diese soll zur Navigation in dynamischer Umgebung befähigt werden und über eine 360°-Hinderniskollisionsüberwachung verfügen. Dazu stellt EK Robotics die entsprechenden Schnittstellen zu Augmented Reality (AR) und Robotik bereit. Karsten Bohlmann, Head of Research & Development, erläutert: „Diese Cobots muss man in einem Gesamtsystem sehen: Mit einer ganzen Flotte dieser Roboter ließe sich eine optimale Route für die Fertigung der Zukunft planen.“

„Intuitiv-nonverbale und informativ-verbale Roboter-Mensch-Kommunikation“ – so lautet die Zielsetzung des Mitte 2018 gestarteten Projekts Intuitiv, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, an dem sich EK Robotics beteiligt und als Verbundkoordinator fungiert. Gemeinsam mit den Partnern des Projekts, das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), Gestalt Robotics sowie HFC Human-Factors-Consult, entwickelt EK einen Assistenzroboter zur Unterstützung des Pflegepersonals im Reha-Bereich. Dieser soll beispielsweise Gepäck- und Warentransport, das Geleiten der Patienten von der Rezeption zu ihren Zimmern sowie ein interaktives Lotsen der Patienten durch die Klinik übernehmen.

EK Robotics übernimmt hierbei die Entwicklung der Transportplattform. „Deren Technik basiert auf der Weiterentwicklung des Fast Move, unserem ultraflachen und kompakten Transportroboter.“ Aber auch für die Inhalte der weiteren Forschungsprojekte, die Etappenziele auf dem Weg zum autonom agierenden Transportroboter markieren, sieht Karsten Bohlmann großes Nachfragepotenzial: „Mit der von uns realisierten 3D-Kameratechnik lassen sich jetzt Prozesse automatisieren, die zuvor nicht automatisiert werden konnten. Das bietet Anwendern von FTS neue Möglichkeiten, um Kosten zu sparen und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen.“

Der Beitrag erschien in materialfluss 8-9/21.

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