Wartung Wartungsroboter, die Reparaturzeiten und Stillstände vermeiden helfen

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA haben mit Partnern Serviceroboter entwickelt, die Reparaturzeiten und teure Stillstände in der Produktion minimieren sollen. Mehr darüber lesen Sie hier.

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Stuttgart – Forscher des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA sowie des Karlsruher Instituts für Technologie haben im Projekt Imronet mit den Industriepartnern Beckhoff, Metaio, GPS und Schunk Serviceroboter entwickelt, die zur Wartungsunterstützung dienen sollen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert.

Die Roboter meistern komplizierte Aufgaben, können technische Anlagen steuern und überwachen oder das Anlagenpersonal instruieren. Ihr Bedienung ist einfach, und einige Bewegungsabläufe führen die Roboter bereits selbständig aus.

Wichtige Voraussetzung für die Benutzerunterstützung ist, dass Sensoren die Umgebung detailliert erfassen – die Roboter gewissermaßen sehen und fühlen. Dadurch kann der Wartungsgehilfe einfache Arbeiten selbst erledigen, etwa präzise ein Stellrad greifen und genau mit der richtigen Kraft auf- oder zudrehen, aber auch Hindernissen ausweichen. Damit der frei bewegliche Roboterarm nicht versehentlich Menschen und Maschinen schädigt, haben die Wissenschaftler eine dynamische Pfadplanung entwickelt, durch die Zusammenstöße verhindert werden. Der Roboter erstellt sich über 3D-Tiefensensorik, die räumliche Entfernungsbilder liefert, automatisch eine Karte seiner Umgebung. So weiß der Roboter, wo ein Hindernis lauert. Dank der Sensorik können die Serviceroboter auch für die jeweilige Aufgabe relevante Objekte erkennen, z.B. Anzeigen, die sie ablesen sollen.

Zudem erhält das Wartungspersonal sämtliche Informationen und kann über eine Benutzerschnittstelle via Web ins Geschehen eingreifen. Die Forscher haben dafür verschiedene Varianten entwickelt: So werden nicht nur Kamerabilder und Umgebungsmodelle übertragen, sondern mit Augmented-Reality (AR) auch Wartungsinformationen dargestellt. Haptisches Feedback erleichtert die Steuerung des Roboters: Droht der Roboter zum Beispiel vor eine Wand zu laufen, vibriert das Eingabegerät.Die direkte Steuerung des Roboters erfolgt über ein am Roboterarm angebrachtes Bedienpanel mit einer 6D-Maus, über die der Wartungsmitarbeiter den Arm sowie den Roboter bewegen kann. Das Bild der Kamera wird auf einem Bildschirm am Panel angezeigt. In diese Aufnahme lassen sich weitere Informationen wie Arbeitsanweisungen oder Prozessparameter einblenden. So kann der Roboter z.B. bei der Bestückung von Schaltschränken einem ungeübten Benutzer zeigen, wie einzelne Bauteile montiert werden.

„Unser Ziel war es, neue Verfahren und Komponenten zu entwickeln, die eine intuitive Bedienung von mobilen Robotern ermöglichen. Dieses Ziel haben wir erreicht“, bilanziert Dr. Birgit Graf, Gruppenleiterin im Bereich Servicerobotik am IPA. „So lassen sich die Reparaturzeiten und damit teure Stillstände in der Produktion minimieren.“

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