Schlüsselfertige Roboterautomatisierung für kleine und mittlere Unternehmen
Roboterautomatisierung leuchtet möglicherweise ein, wenn eine Fertigungslinie mit hohem Durchsatz zu betreiben ist, aber für KMU stellt sich die Geschäftslogik nicht ganz so einfach dar. Installationszeiten und -kosten sind allein schon schlimm genug, um Roboter sofort zum No-Go zu erklären, aber es gibt mehr Probleme. „KMU haben üblicherweise kürzere Chargen, kleinere Fertigungsserien und mehr Prozessstreuung. So etwas ist für die guten, alten Roboter schwierig, die typischerweise gut für sich immer wieder wiederholende Aufgaben über sehr lange Zeiträume in sehr strukturierten Umgebungen geeignet sind“, erklärt der auf industrielle Roboterintelligenz spezialisierte Forscher Professor Martijn Wisse von der TU Delft. Sollte sich ein KMU trotzdem dafür entscheiden, so ist die zur Entwicklung von aufgabenspezifischer Software (z. B. von Vision-Software) und Hardware (z. B. von Greifern) nötige Entwicklungszeit so lang und sind die Kosten dermaßen hoch, dass nahezu keine Wertschöpfung gegeben wäre. Das heißt nicht unbedingt, dass Roboterautomation gar nicht in Frage käme. Oder zumindest nicht, seitdem Professor Wisses Projekt FACTORY-IN-A-DAY mit Erfolg eine Technologie entwickelt hat, die Impulse setzen kann. Mit seiner „Plug and Work“-Lösung schlägt das Projekt einen Roboter vor, der innerhalb weniger Tage für definierte Aufgaben installiert, individuell angepasst und programmiert werden kann. Dabei handelt es sich um ein schlüsselfertiges Paket, das Tools, insbesondere VR-gestützte, umfasst, welche die Diskussion mit den Kunden beschleunigen: 3D-gedruckte anwendungsspezifische Komponenten, eine Software zur Selbstkalibrierung, eine künstliche Haut, die es dem Roboter dank eines Lehrdemonstrationsalgorithmus gestattet, von ihn manuell führenden menschlichen Bedienern zu lernen, ein Kollisionsvermeidungssystem und weitere innovative Funktionen. „Die Hauptschwierigkeit bestand darin, alle eingebetteten Softwarepakete wie beispielsweise Bewegungssteuerung, Bewegungsplanung, reflexive Bewegungen zur Kontaktvermeidung, Lernen aus der Interaktion mit Benutzern, 2D-Vision, 3D-Vision usw. miteinander zu verbinden. Deshalb haben wir uns dafür entschieden, die Kommunikationsstandards und -protokolle von ROS, der erfolgreichsten, derzeit auf dem Markt zu findenden Open-Source-Roboter-Middleware, einzuhalten“, erläutert Professor Wisse. Die FACTORY-IN-A-DAY Roboter sind kollaborativ, was bedeutet, dass sie auf sichere Weise in einer Arbeitsumgebung mit Menschen arbeiten können. Auf diese Weise wird die Entwicklungszeit wesentlich verkürzt, da weder große Umbauten in der Fabrikhalle noch störende große Sicherheitszäune geplant werden müssen. Liebe auf den ersten Versuch Als Ergebnis all dieser harten Arbeit gewann das Projektteam die Ausgabe 2016 der Amazon Picking Challenge, wo sie die intelligenten Produkthandhabungsfähigkeiten ihrer Robotersysteme präsentieren konnten. Das Projekt trug außerdem wesentlich zur Weiterentwicklung der ROS-Industrial-Software bei, die bereits hunderte Industrieroboter in Fabriken weltweit in Bewegung hält. Professor Wisse legt dar, dass KMU sehr an dem System interessiert seien und einige sogar bereits ein Robotersystem implementiert hätten. Die Installationszeit zu verkürzen, bleibe jedoch ein Problem, wie er erklärt: „Die meisten KMU warten noch, dass Roboter in ihrer Fabrik so einfach wie ein neuer PC im Büro eingesetzt werden können.“ Das Projektteam hat bereits große Fortschritte in Richtung auf dieses Ziel zu verzeichnen, aber Professor Wisse muss eingestehen, dass es durchaus noch Raum für Verbesserungen gibt. Auch er möchte, dass die zukünftigen Versionen der Roboter noch intelligenter und fähiger sind, flexibel auf Veränderungen in ihrer Umgebung zu reagieren. FACTORY-IN-A-DAY wurde im September 2017 abgeschlossen und ein Folgeprojekt mit der Bezeichnung ROSIN ist bereits im Gange. „Das neue Projekt konzentriert sich voll und ganz auf die Verbesserung der Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der quelloffenen Softwarekomponenten, welche die Roboter noch intelligenter machen können. Europäische Unternehmen können bei uns Finanzmittel beantragen, wenn sie daran interessiert sind, eigene Beiträge zu ROS-Industrial zu entwickeln“, erläutert Professor Wisse.
Schlüsselbegriffe
FACTORY-IN-A-DAY, KMU, Automatisierung, Roboter, künstliche Haut, ROS, Robotik
