Seitenpfad:

Kick-Off des Projektes KIraF

KI- basierte Roboterautomatisierung für Fügeprozesse

 
Teilnehmerinnen und Teilnehmer des Kick-Off-Workshops: Stefanie Wucherer, Prof. Dr. Florian Kerber, Tobias Rietzler, Sandro Gauß, Andreas Wiedholz und Dominik Mittel. Foto: G. Händel, TTZ Nördlingen
19.10.2021

Industrielle Robotik ist eine Schlüsseltechnologie für die flexible und hochautomatisierte Produktion der Zukunft. Ihr Einsatz gestaltet sich allerdings vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen schwierig. Diese Unternehmen verfügen im Allgemeinen nicht über die Spezialkenntnisse, die zum Einsatz von Robotik notwendig sind. Das Projekt KIraF setzt sich zum Ziel, diesen Wettbewerbsnachteil von KMU auszugleichen. Mit Hilfe von Verfahren, die auf Künstlicher Intelligenz basieren, sollen Roboter so „intelligent“ werden, dass sie ohne Expertenwissen in der Produktion eingesetzt werden können. Die zu entwickelnden Lösungen sollen sich selbstständig an neue Aufgaben anpassen, sowie robust gegenüber Störeinflüssen und intuitiv bedienbar sein.

 

Damit dies möglich ist, muss ein Roboter weitgehend autonom erkennen, wie er eine gestellte Aufgabe zu erfüllen hat. Nach dem Prinzip, Sehen, Verstehen, Handeln ergeben sich für den Roboter folgende Herausforderungen. (vgl. Abbildung 1): Wie sieht der Arbeitsraum aus, in dem er sich bewegt? Welche Produkte soll er wie greifen? Welche Bahnen muss er fahren, um die Aufgabe zu erfüllen?

Zur Anwendung kommen vor allem innovative und sensorgestützte KI Verfahren. Zum einen sollen vorhandene Objekte- und Arbeitsräume erkannt und vermessen werden. Zum anderen sollen Algorithmen zur Trajektoriengenerierung und Greifpunktbestimmung für die automatisierte Prozessbearbeitung sowie die prozessintegrierte Qualitätsüberwachung entwickelt werden. Durch die Zusammenführung unterschiedlicher KI-basierter Verfahren werden die Fähigkeiten bestehender Robotersysteme robuster und außerdem deutlich erweitert, z. B. auf robotergestützte Fertigungsverfahren mit variantenreichen Produktpaletten und kleinen Losgrößen. Des Weiteren soll das Robotersystem sich selbst kalibirieren können, um eine autonome Inbetriebnahme zu ermöglichen. Erschließbar werden damit neue Anwendungsbereiche und Nutzergruppen.

Folgende innovative Forschungsergebnisse sollen während des Projektverlaufes erreicht werden:

  • Neuartige Auswertealgorithmen zur semantischen Anreicherung von Arbeitsraumkarten, insbesondere für die Objektklassifikation,
  • neuartige Algorithmen zur 6D-Greifpunktbestimmung für variable Werkstücke,
  • teilautonome Identifikation von Trajektorienverläufen für unterschiedliche Fertigungsprozesse.
Abbildung 1: Zentrale Forschungsfragen im Projekt KIraF (eigene Abbildung)
Zentrale Forschungsfragen im Projekt KIraF (eigene Abbildung)

Projektpartner sind die Firma robominds GmbH aus München und die Hochschule Augsburg.

Die Firma robominds GmbH hat in den letzten Jahren eine einzigartige, marktreife industrielle KI Robotersteuerungsplattform (Robot Control Platform) mit Kamerasystem entwickelt und vertreibt diese erfolgreich. Weiterhin entwickelt und vertreibt robominds intelligente Systemlösungen, die moderne Leichtbauroboter und KI-basierte Prozessintelligenz verbindet. robominds Produkte wurden bereits mit prestigeträchtigen Preisen ausgezeichnet, unter anderem dem Handling Award 2020. Das Unternehmen bringt die Erfahrungen aus der unternehmerischen Praxis sowie die bereits entwickelten Hard- und Softwareplattformen für die Integration von 3D-Kamerasystemen in Roboteranwendungen ein.

Die Hochschule Augsburg ist der Wissenschaftspartner im Vorhaben. Dazu kooperieren Experten aus dem Bereich Produktionstechnik und Robotik der Fakultät Elektrotechnik unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Simon Dietrich mit dem Technologietransferzentrum Flexible Automation Nördlingen unter Leitung von Prof. Dr. Florian Kerber. Die Hochschule Augsburg ist für die Themenbereiche der KI-gestützten Trajektoriengenerierung sowie der Arbeitsraumerkundung und -kartierung zuständig. Zudem stellt die Hochschule bereits vorhandene Robotersysteme zur Verfügung, um die universelle Übertragbarkeit der entwickelten Systemlösung, insbesondere hinsichtlich kommerziell verfügbarer und industriell bewährter Roboterplattformen, untersuchen und demonstrieren zu können.

Projektpartner

 
Logo robominds GmbH
Logo TTZ Nördlingen
 

KIraF wird gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie im Rahmen des Bayerischen Verbundförderprogramms (BayVFP) – Förderlinie Digitalisierung – Förderbereich Informations- und Kommunikationstechnik.

Logo Bayerisches Saatsministerium