Referenzprojekte zum Thema Montagetechnik und Robotik

Ziel des Projekts Lerosh ist es, eine Möglichkeit des Schleifens im Handwerk mit dem Roboter zu entwickeln. Kernaspekte sind die Erforschung der Optionen zur Erzeugung von Bewegungsabläufen, welche intuitiv und zeitsparend für den Handwerker funktionieren. Darüber hinaus wird ein intelligenter Endeffektor entwickelt, der anhand von Messwerten entlang des Werkstücks Einschätzungen über die Bearbeitungsqualität geben kann und auch Vorschläge zur weiteren Bearbeitung generiert.

Das Fraunhofer IWU erforscht im Projekt InTeLeMat gemeinsam mit Industriepartnern die Entwicklung neuer Methoden und technischen Entwicklungen für das arbeitsgebundene Lernen unter Einbezug des sozio-technischen Systems (Mensch, Technik, Organisation) für die flexible Produktion.

Die europäische Fertigungsindustrie steht vor mehreren Herausforderungen. Dazu gehören u. a. der Übergang von der Massenproduktion zur kundenspezifischen Fertigung, die ständig zunehmende Komplexität der Produktionslinien, der Wettbewerb mit Ländern mit niedrigem Einkommen, das Risiko von Pandemien und die Erwartung niedriger Fehlerquoten. Das Projekt GreenBotAI zielt darauf ab, die Reaktions- und Latenzzeiten von Industrierobotern zu reduzieren, die Bahnplanung zu optimieren und die fließende Ausführung bestimmter Aufgaben zu ermöglichen. Das Projekt befasst sich mit der Entwicklung der notwendigen Hardwarekomponenten sowie modernster Deep-Learning-Methoden zur Überwachung, Datenverarbeitung und Fehlerkontrolle, um eine neue Generation der Robotik zu schaffen. Ein Hauptziel des Projekts ist die Senkung des Energieverbrauchs für Roboteraufgaben um 50 %.

Die zunehmende Individualisierung bedingt eine steigende Variantenvielfalt sowie kürzere Produktlebenszyklen in der Automobilindustrie. Um einzelne Elemente zusammenzubauen, werden die Bauteile in typenspezifische Vorrichtungen eingespannt. Das noch nicht fest verschweißte Bauteil ist ein instabiles Gebilde – daher müssen Mitarbeiter die Spannelemente der Vorrichtung exakt justieren. Der Prozess ist komplex und der Erfolg der Stellmaßnahmen maßgeblich abhängig von der Erfahrung des Mitarbeiters. Am Fraunhofer IWU wurde gemeinsam mit einem Industriepartner ein Prototyp für ein Software-Assistenzsystem zur Automatisierung dieses Prozesses entwickelt.

Die fortschreitende Digitalisierung erzeugt stetig steigende Datenmengen, deren Nutzung erhebliche gesellschaftliche und ökonomische Potenziale bietet. GAIA-X – ein europäisches Projekt – bietet den Rahmen für eine vernetzte Dateninfrastruktur und die Schaffung eines digitales Ökosystems auf der Grundlage europäischer Werte. Das Projekt COOPERANTS (Collaborative Processes and Services for Aeronautics and Space) will Digitalisierungsprozesse in der Luft- und Raumfahrtbranche mithilfe von GAIA-X beschleunigen, um effizientere Formen für zukünftige Arbeitsmethoden und Prozesse über den gesamten Lebenszyklus von Raum- oder Luftfahrzeugen hinweg umzusetzen.

Funktionalisierte orthopädische Hilfsmittel stellen eine innovative Antwort auf die Herausforderungen dar, denen Menschen mit Einschränkungen ihrer Mobilität gegenüberstehen. Diese Hilfsmittel sind darauf ausgerichtet, nicht nur die Mobilität zu verbessern, sondern auch den individuellen Bedürfnissen und Anforderungen gerecht zu werden. Bisherige Lösungen unterliegen jedoch erheblichen Limitationen im Hinblick auf die Integrierbarkeit im Hilfsmittel und im Alltag der Betroffenen.

Industrielle Manipulatoren zur Werkstück- oder Werkzeughandhabung sind Kernkomponenten in nahezu allen Produktionsanlagen. Angesichts der steigenden Industrieanforderungen an Leistung, Präzision, Bauraum und Effizienz existiert auch ein Bedarf dafür, dass Roboter und industrielle Greifer schneller, leichter und präziser werden. In der Regel werden diese Greifer entweder elektromechanisch oder pneumatisch angetrieben. Während elektrische Antriebe viel Raum in Anspruch nehmen, ist bei pneumatischen Greifern vor allem der hohe Energieverbrauch und die Notwendigkeit zusätzlicher Anbausensoren von Nachteil. In Zusammenarbeit mit einem Industriepartner wurde ein Greifersystem auf Basis von thermischen Formgedächtnislegierungen (FGL) entwickelt, das kompakt und nicht auf zusätzliche Sensorik angewiesen ist.

Speziell für die Fahrzeugfertigung wurde am Fraunhofer IWU gemeinsam mit einem deutschen Fahrzeughersteller eine vollautomatisierte Roboterzelle geschaffen, mit der Bauteile unterschiedlicher Fahrzeugmodelle vorsortiert werden (Kommissionierung). Die Zelle ist so konfiguriert, dass mit ihr ohne manuelle Umbauten unterschiedlichste Bauteiltypen automatisch kommissioniert werden können. Das Greifen und Sortieren erfolgt roboterbasiert mit eigens entwickelten flexiblen Greifsystemen.

Die Produktion steht aktuell in fast allen Branchen vor der großen Herausforderung, Flexibilität, Agilität und Nachhaltigkeit bei maximaler Produktivität und Qualität zu gewährleisten – und das natürlich bei minimalen Kosten. Eine Lösung kann hier der Einsatz von COBOTs sein, die je nach Anwendungsszenario eine flexible und bedarfsgerechte technologische Erweiterung von Werkzeugmaschinen erzielen – ob beim klassischen Teilehandling, der Werkstückbearbeitung, bei Qualitätskontrollen oder auch als Maschinenbediener mit eigenem Know-how. Die Möglichkeiten für den wirtschaftlichen Einsatz von COBOTs sind breit und vielfältig.

Das Flugaufkommen hat in den letzten Jahrzehnten rasant zugenommen. Um den entsprechend hohen Bedarf an Transportmitteln zu decken, ist eine Modernisierung der Fertigungsabläufe im Flugzeugbau unumgänglich. Bislang erfolgt die Tragflächenmontage überwiegend noch manuell. Konventionelle Industrieroboter gelangen nicht durch die engen Öffnungen der Tragflächen. Eine solche Automatisierungslösung mit beweglichen Gliedern wird am Fraunhofer IWU in Chemnitz im Rahmen eines von der Sächsischen Aufbaubau (SAB) geförderten Projekts entwickelt.