Montageautomatisierung Großroboter Snowflake sorgt für Montage der Zukunft

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Die heutige Produkt- und Variantenvielfalt, der Fachkräftemangel sowie unsichere Lieferketten verlangen nach neuartigen Montagesystemen.

Der Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement der RWTH Aachen treibt aktiv die Forschung im Bereich der linienlosen mobilen Montagesysteme (LMAS) voran. LMAS zeichneten sich durch den Verzicht auf eine räumlich und zeitlich starre Verkettung der einzelnen Montagesysteme aus und ermöglichten eine (Teil-)Mobilisierung der Produktionsmittel auf einer Produktionsfläche nach dem Clean Floor Approach, wie es weiter heißt. Bei LMAS spielen autonome Mobile Roboter (AMR) und autonome Mobile Manipulatoren (AMM) außerdem eine entscheidende Rolle. Denn sie übernehmen den Transport und im Falle von AMM sogar diverse Montageschritte. Der neuartige mobile Großroboter des WZL der RWTH Aachen ermöglicht deshalb die flexible Manipulation schwerer Nutzlasten. Er hat, wie die Forscher betonen, das Potenzial, die Produktivität der Fertigungsindustrie trotz der geschilderten Probleme, aufrecht zu erhalten. Der mobile Großroboter wurde von der Broetje-Automation GmbH hergestellt. Die Forscher haben ihm den Spitznamen Snowflake gegeben.

Kommunikationsfähiger Roboter bewegt 150 Kilogramm

Fest im Boden verankerte Industrierobotern können nur einen begrenzten Arbeitsraum bedienen. Mobile Manipulatoren erlauben aber den flächenmäßig unbegrenzten Arbeitsraum auszunutzen, so die Aachener. Das bietet die Option, den Roboterstandort flexibel zwischen Montagestationen bewegen zu können. Diese Fähigkeit sei für eine zukunftsgerichtete Produktion von besonderer Bedeutung, weil die Ressourcen zielgerichteter, gemäß der aktuellen Auslastung, eingesetzt werden könnten. Die hohe Flexibilität von mobilen Manipulatoren im Vergleich zur konventionellen Robotik erweitere folglich die Anwendungsbereiche erheblich sprenge die Grenzen starrer Automatisierungssysteme. in Montagesystemen zu erhöhen und stellen so eine vielversprechende Komponente für die Montage der Zukunft dar.

Der Großroboter von Brötje kann mit seinem Manipulator, einem Comau-NJ-165-3.0, Nutzlasten von bis zu 150 Kilogramm bewegen. Das, glauben die Forscher, dürfte insbesondere die flexible Automatisierung von Montagesystemen erleichtern, bei denen mobile Cobots (mit circa 8 Kilogramm Nutzlast) bisher an ihre Grenzen gestoßen seien. Wegen der integrierten Sensorik kann der Großroboter seine Umgebung dabei wahrnehmen und autonom agieren, wie man erfährt. Durch die zukünftige Implementierung des Robotersystems in das bestehende 5G-Campusnetzwerk des 5G Industry Campus Europe gelingt es außerdem, drahtlos und in Echtzeit mit anderen Robotern und Factory Cloud Systemen zu kommunizieren. Die hybride Siemens-Steuerung im Großroboter ermöglicht die Ansteuerung über ein echtzeitfähiges Linux-Betriebssystem. Die präzisen Aktuationsmöglichkeiten und die hohe Flexibilität dieser Plattform ermöglichen eine effiziente Handhabung schwerer Lasten und erlauben gleichzeitig die Umsetzung flexibler Montagesysteme in einem erweiterten Lastenspektrum.

Große Erwartungen in Sachen holistische Bewegungsplanung

Mit diesem, wie betont wird, wegweisenden neuen Großroboter will der Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement am WZL insbesondere im Bereich der holistischen Bewegungsplanung forschen. Dabei wird eine simultane Bewegung des Manipulators mit der Basis ausgeführt, was für die Industrie bisher noch nicht realisierbar war, wie es heißt. Durch die holistische Bewegungsplanung könnten mobile Manipulatoren zukünftig rund 25 Prozent kürzere Ausführzeiten erreichen. Die von Broetje bereitgestellte modulare Software auf Basis des Robot Operating Systems 2 (ROS2) ermöglicht es am WZL, zukünftig die Funktionalitäten des Großroboters zu nutzen sowie neue Algorithmen zu entwickeln. Das eröffnet weitere Möglichkeiten für innovative Ansätze in der Robotik- und Montageforschung und fördert den Fortschritt in der Produktionstechnik.

Dossier Umformtechnik

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