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DLR: Fabrik der Zukunft

  • DLR: Fabrik der Zukunft
    SARA (Safe Autonomous Robotic Assistant) ist die neue Generation der DLR-Leichtbauroboter.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) präsentiert ab dem 19. Juni 2018 auf der AUTOMATICA 2018 aktuelle Highlights aus dem Bereich Automation und Robotik. Im Fokus steht das Thema "Factory of the Future" mit Forschungsarbeiten und Projekten für intelligente, autonome und kollaborative Produktion mit Leichtbaurobotern. Es vereint neueste digitale Technologien mit den traditionellen Stärken in der Automation, im Maschinenbau, in der Elektrotechnik und in der Material- und Verfahrenstechnik. Dazu gehören Cobots, die so einfach zu programmieren sind wie Smartphones, oder intelligente Montage-Roboter, die sich ihre Programme selbst erstellen. Das DLR-Institut für Robotik und Mechatronik präsentiert mit SARA außerdem die neue Generation der Leichtbauroboter - intelligent, vernetzt und flexibel.

 

"Die Digitalisierung wird von der deutschen und europäischen Industrie als große Herausforderung erkannt. Mit dem Querschnittsprojekt 'Factory of the Future' kann die Robotikforschung des DLR einen besonderen Beitrag leisten, diese Transformation in Deutschland umzusetzen und seine Wettbewerbsfähigkeit damit international zu stärken", sagt Prof. Alin Albu-Schäffer, Direktor des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik und Koordinator des DLR-Querschnittsprojekts Factory of the Future.

Factory of the Future

Auf der weiträumigen, interaktiven Demonstrationsfläche stellt das DLR wesentliche Aspekte der Robotik in der vernetzten Produktion der Zukunft vor:

SARA (Safe Autonomous Robotic Assistant) ist die neue Generation der DLR-Leichtbauroboter. Der Roboterarm zeichnet sich durch neue mechatronische Funktionalitäten sowie seine intuitive Programmierbarkeit aus. Während der Bediener die Aufgabe vormacht, etwa einen Fügevorgang, erfasst SARA die entsprechenden Positions- und Krafttrajektorien simultan, d.h. der DLR-Roboter lernt nicht nur was es tun soll, sondern auch wie. Dabei agiert der 12 Kilogramm schwere Arm sehr feinfühlig und lässt sich federleicht durch seinen großen Arbeitsraum führen. Auf Kommando führt der Roboter seine Aufgaben flink und präzise aus, wobei Kraftverläufe zur Qualitätssicherung mit acht Kiloherz Bandbreite überwacht weren können. Mit dem neuen DLR-Leichtbauroboter SARA gewinnt die Mensch-Maschine-Kooperation an Intelligenz, Sicherheit und Effizienz und erlaubt damit neue Anwendungsszenarien in der Industrie 4.0.

Im Fokus der Mensch-Roboter Kollaboration steht ebenfalls die Entwicklung eines intelligenten Roboterassistenten mit intuitiver Programmierung und multimodalen Eingabemöglichkeiten. Mensch und Roboter programmieren gemeinsam, sicher und effizient komplexe Montageaufgaben und kooperieren bei der Ausführung. Innovative und einzigartige Software ermöglicht hierbei eine automatische und intelligente Selbsprogrammierung des Roboters. Fortgeschrittene intelligente Planungs- und Ausführungsalgorithmen erlauben die individuelle und schnelle Konfiguration von Produktionen mit kleinen Losgrößen. Robotersysteme können individuelle Produkte auf Knopfdruck ohne weitere manuelle Anpassungen montieren. Selbst komplexe Montageaufgaben können von dem System zur autonomen Montage robust und zuverlässig bewältigt werden. Durch mobile autonome Robotersysteme wird die Flexibilitität der Produktion enorm gesteigert. Die Autonomie der mobilen Systeme ermöglicht dabei inhärent eine robuste und effektive räumlich unabhängige Ausführung sämtlicher Aufgaben, auch unter stark variierenden Umgebungsbedingungen.

Für die produktionsintegrierte Qualitätssicherung wird am DLR-Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) in Augsburg ein neuartiges robotergestütztes Verfahren entwickelt. Mithilfe der "adaptiven luftgekoppelten Ultraschallprüfung" können große CFK-Strukturen, etwa Flugzeug-Bauteile, genau und effizient auf Fehler untersucht werden. Denn die Ultraschallköpfe des Prüfroboters passen sich automatisiert an die Eigenschaften des Bauteils an und liefern hochwertige 3D-Ultraschallbilder. Im Einsatz ist dazu ein Leichtbauroboter, der in die Steuerung eines Industrieroboters integriert ist.

Von der Forschung in den Alltag
Wie die Zukunft eines Online-Supermarkts aussehen kann, demonstriert das DLR im Rahmen des EU-Projekts SOMA (Soft-bodied intelligence for manipulation). Das Exponat ist mit einem Leichtbau-Roboterarm und einem nachgiebigen kostengünstigen Greifer ausgestattet, der DLR CLASH Hand. So kann der Roboter Obst, Gemüse und andere Objekte unterschiedlichster Form, Größe, Härte und Gewicht zuverlässig greifen und verpacken. Der Prozess erfolgt dabei vollständig automatisch.

Autonome, vernetzte robotische Systeme werden auch für die Wissenschaft zunehmend wichtiger. So stellt das DLR auf der Fachmesse das Konsortium ARCHES (Autonomous Robotic Networks to Help Modern Societies) vor. Robotische Schlüsseltechnologien, etwa aus der Weltraum-Exploration, werden domänen- und fachübergreifend erforscht, um eine Basis zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen zu schaffen. So können künftig auch Anwendungsfelder in Katastrophenschutz, Medizin und Therapie, Logistik und autonomen urbanen Verkehr erschlossen werden.

Welche Unterstützung die Robotik unmittelbar im Alltag bieten kann, zeigt das Projekt SMiLE (Servicerobotik für Menschen in Lebenssituationen mit Einschränkungen). SMiLE-Roboter sollen Menschen trotz alters- oder krankheitsbedingter Bewegungseinschränkungen zu einem erfüllteren und selbständigeren Leben verhelfen. In Zusammenarbeit mit der Caritas wird etwa der Rollstuhlassistent EDAN (EMG-controlled daily assistant) erprobt, der sich mithilfe von Muskelsignalen oder mit anderen inuitiven Eingabegeräten auch aus der Ferne steuern lässt. Dazu gehören Tablets ebenso wie haptische Eingabestationen. Dies gilt auchfür humanoide Roboter wie DLR-Roboter Justin, die als Heimassistent zum Einsatz kommen sollen.

Im Bereich Medizinrobotik ist zudem das "MIRO Innovation Lab" (MIL) angesiedelt, das neue Anwendungsfelder in der Medzinrobotik erschließt. So lassen sich im MIL das technologische Know-How des DLR-Instituts für Robotik und Mechatronik mit der Expertise von klinischen Partnern, Industrieunternehmen und anderen Forschungseinrichtungen verknüpfen - zum Anstoß früher Innovationen bis hin zur Entwicklung von Prototypen.

Das "System Control and Innovation Lab" (SCIL) des DLR-Instituts für Systemdynamik und Regelungstechnik ist eine weitere Schnittstelle zwischen Forschung und Industrie und widmet sich dem Industriebereich Digitaler Zwilling und virtuelle Produktenwicklung. Speziell kleine und mittlere Unternehmen erhalten in diesem Innovationslabor Zugang zu den neuesten Entwurfstechnologien und Software-Tools für die Modellierung, Steuerung und Regelung komplexer mechatronischer Systeme. Dabei wird die gesamte Bandbreite technischer Anwendungen abgedeckt. In SCIL-Projekten können die KMUs nachhaltig Expertenwissen im Digital Engineering aufbauen und so ihren Wettbewerbsvorteil sichern.

Weiterführende Links

www.dlr.de

Foto: DLR