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Der Betriebsleiter 7-8/2020

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Der Betriebsleiter 7-8/2020

03 KI HILFT BEIM

03 KI HILFT BEIM ROBOTERGERECHTEN KONSTRUIEREN Die Entwicklungen in der Robotik prägen die Konstruktion. Die Trends beeinflussen dabei nicht nur die Konstruktion von Automatisierungslösungen, sondern auch die von Bauteilen. Hierzu gibt es die elf Regeln zum „Design for Automation“. Erfahrene IPA-Automatisierungsexperten haben damit bereits Firmen unterschiedlichster Branchen weltweit dahingehend (auch virtuell) beraten, wie sie Bauteile automatisierungsfreundlich konstruieren sollten, um die Teilevereinzelung, Handhabung, das Positionieren und den Fügeprozess selbst zu vereinfachen. Und auch KI, genauer: das maschinelle Lernen gibt Hilfestellung für die Konstruktion von Bauteilen, die ein Roboter später einmal handhaben oder montieren soll. So ist am IPA die Software www.neurocad.de entstanden. Konstrukteure können dort ihre Step-Dateien hochladen und erfahren innerhalb weniger Sekunden, wie einfach oder schwer ein Bauteil zu vereinzeln ist. Eine Heatmap wird künftig anzeigen, welche Stellen am Bauteil zu dieser Einschätzung führten, was dem Konstrukteur hilft, diese Stellen zugunsten einer besseren Automatisierbarkeit zu überdenken. Außerdem bewertet das Tool die Ausrichtbarkeit des Bauteils und seine Greifflächen. 03 Zu den neuartigen Konstruktionen gehören u. a. nachgiebige Komponenten, die z. B. das Myorobotics-System intrinsisch sicher machen 04 Ein flexibler Greifer für den Griff in die Kiste, entwickelt vom Fraunhofer IPA und der Firma Formhand, ersetzt oftmals aufwändige Mechatronik MONTAGE UND HANDHABUNG 04 richten, was noch kommen wird. Entsprechend viele Zukunftsprojekte konnte er auf den Weg bringen, bevor er die Abteilung an seinen Nachfolger Werner Kraus übergab. Eines der Stichworte ist hier die „Automatisierung der Automatisierung“ verbunden mit Technologien des maschinellen Lernens. Experimente und Optimierungen werden dann in die Simulation verlegt. So etwa zur Erkennung oder Lokalisierung von Objekten oder zur Generierung von Greifstrategien, Roboterbahnen oder ganzen Programmen. Dabei gilt es nach wie vor als Herausforderung, gelernte Fähigkeiten auf ähnliche Situationen zu übertragen. In diesem Kontext konnten mit Förderung des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg im KI-Fortschrittszentrum der Fraunhofer-Institute IPA und IAO bereits rund 90 industrielle KI-Anwendungsfälle in Rahmen von Quick Checks auf ihr Potenzial und ihre technische Machbarkeit analysiert werden. Die vielversprechendsten Anwendungsfälle werden jetzt im Falle von Quick Wins direkt mit der Industrie umgesetzt oder – falls Fragen offen sind, die eher die Grundlagenforschung beantworten kann – gemeinsam mit dem KI-Forschungsverbund Cyber Valley eruiert, um den Weg in die Praxis zu ebnen. Weitere Beratungsangebote bieten das Zentrum für Cyber Cognitive Intelligence und das Zentrum Kognitive Robotik am Fraunhofer IPA. Die Anwendungsorientierung ist also noch immer Haupttreiber der IPA-Forschung. Dabei unterscheiden sich die Anwendungen tatsächlich nicht wesentlich von denen aus den 1980er- oder 1990er-Jahren. Seien es die automatisierte Schaltschrankverkabelung, der Griff in die Kiste, mobile Roboter für Transportaufgaben oder die feinfühlige, kraftgeregelte Montage – sie wurden bereits damals nachgefragt und gelten aktuell als Wachstumsmärkte. Aber heute profitieren sie hinsichtlich Programmierung und Taktzeit verstärkt von Künstlicher Intelligenz. Die heutigen Roboter sind zum einen autonomer, sie brauchen also signifikant weniger Expertenwissen zur Programmierung. In zunehmendem Maße sind sie auch interaktiver. „Nicht zuletzt griff das Team um Martin Hägele die Mensch-Roboter-Kollaboration bereits Ender der 1990er-Jahre als Forschungsthema auf und transferierte sie über Jahre hinweg in unterschiedlichste Anwendungen“, hebt Rolf-Dieter Schraft hervor. Bilder: Aufmacher: Nuthawut – stock.adobe.com, Sonstige: Fraunhofer IPA/Rainer Bez www.ipa.fraunhofer.de S16 SUPPLEMENT 2020

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