INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2022

AUTOMATISIERUNGSLÖSUNG

AUTOMATISIERUNGSLÖSUNG ZUR ROBOTERGESTÜTZTEN OBERFLÄCHENBEARBEITUNG DURCHGÄNGIGE NACHHALTIGKEIT GRÜNER TECHNOLOGIEN Die Refabrikation von Maschinenkomponenten grüner Technologien wie Windradrotoren oder Elektroantrieben ist ein wichtiges Element einer nachhaltigen Nutzung unserer Ressourcen. Allerdings stellen Gebrauchsspuren eine große Herausforderung für die Automatisierung der Refabrikation dar, da jede Komponente durch die Gebrauchsspuren zum Unikat wird. Ziel des Ende 2021 gestarteten Forschungsprojekts Robogrind ist es, eine KI-basierte, flexible Automatisierungslösung zur robotergestützten Oberflächenbearbeitung zu entwickeln. Damit grüne Technologien im Gesamtzyklus nachhaltig sind, ist die Wiederaufbereitung von verschlissenen Geräten und Teilen entscheidend. Die Refabrikation von zum Beispiel Windradrotoren, Getriebezahnrädern, Batteriezellen oder Wasserstofftanks minimiert die Umweltbelastung, indem im Vergleich zur Neuproduktion weniger Rohstoffe und energieintensive Bearbeitungsschritte notwendig sind und zusätzlicher Materialtransport vermieden werden kann. Da sich der Verschleiß hauptsächlich auf Form- oder Oberflächeneigenschaften auswirkt, ist die Refabrikation bisher mit hohem Arbeitsaufwand verbunden. Auch bei einem roboterbasierten Bearbeitungsverfahren ist mit dem derzeitigen Stand der Technik eine häufige manuelle und damit teure Adaption des Roboterprogramms notwendig. Dies macht die Neuproduktion häufig wirtschaftlicher, obwohl sie weniger nachhaltig ist. Ziel des Forschungsprojekts Robogrind ist es daher, eine KI-ba- 01 Beim Entgraten von Schnittkanten erschweren die hohen Prozessanforderungen hinsichtlich Präzision und gleichbleibender Qualität eine automatisierte Verarbeitung 54 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2022/04 www.industrielle-automation.net

DIGITAL FACTORY Um einen hohen Grad an Autonomie und Präzision zu erzielen, wird ein hybrider KI-Ansatz angestrebt, der sowohl wissensbasierte wie auch lernende, datenbasierte Methoden vereint. „Auf diese Weise soll der Roboter in der Lage sein, zur Laufzeit Abweichungen und Oberflächenbeschaffenheit zu antizipieren und sich automatisch zu adaptieren. Erreicht wird dies einerseits durch Vorwissen, welches qualifizierte Werker einbringen können, und andererseits mittels Sensordaten, etwa von Kraft-Momenten- Sensoren oder Vision-Sensoren“, so Dr.-Ing. Darko Katic, technischer Ansprechpartner für das RoboGrind Projekt und Senior Teamleiter Künstliche Intelligenz bei ArtiMinds. Durch die intelligente Kombination von bestehendem Expertenwissen mit maschinellen Lernverfahren können wir dem System Dinge direkt sagen. D.h. das Know-how des Werkers oder Prozessexperten muss nicht mehr neu in langwierigen Prozessen und mit enormen Rechen– und Datenaufwand erlernt werden. Dr.-Ing. Darko Katic, technischer Ansprechpartner für das Robogrind Projekt und Senior Teamleiter Künstliche Intelligenz bei Artiminds ANSPRUCHSVOLLE AUFGABEN IN DER AUTOMATISIERUNGSWELT LÖSEN Die ArtiMinds Robotics GmbH wurde 2013 als Spin-Off des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gegründet. Die Vision des Technologieunternehmens: Softwarelösungen zu entwickeln, die das Programmieren und Bedienen von Industrierobotern vereinfachen und eine kosteneffiziente Integration und Instandhaltung sowie flexible Automatisierung ermöglichen. ArtiMinds begleitet Unternehmen von der Planung, Programmierung, Simulation und Visualisierung bis hin zur Inbetriebnahme, Wartung und Optimierung seiner Roboterapplikationen. Zu den Anwendern der ArtiMinds Softwarelösungen zählen Fertigungs- und Technologieunternehmen aus der Automotive-, Elektrotechnik- und Konsumgüterindustrie sowie Anlagen- und Maschinenbauer. Die Produkte ArtiMinds RPS und LAR unterstützen eine Vielzahl an Roboterherstellern sowie die gängigsten Greifer, Kamerasysteme und Kraft-Momenten-Sensoren und bilden damit die Basis für eine flexible Automatisierung. Die grafische Benutzeroberfläche ersetzt das textuelle Programmieren und macht spezifische Programmierkenntnisse überflüssig. Per Drag-and-drop wählt der Anwender die gewünschten Funktionen und Bewegungen aus vorgefertigten Templates aus. So können selbst komplexe sensor-adaptive Applikationen effizient umgesetzt werden. Bilder: Aufmacher AllebaziB – stock.adobe.com, 01 Fraunhofer IPA, Fotograf: Rainer Bez, Statement Artiminds www.artiminds.com sierte, flexible Automatisierungslösung zu entwickeln, mit der sich der Roboter eigenständig für die Bearbeitungsaufgabe programmieren und einrichten kann. Das Projekt konzentriert sich dabei auf die Prozessschritte Schleifen, Polieren und Entgraten in den Bereichen grüne Mobilität, grüne Energiespeicherung und grüne Stromerzeugung. KI-Forscher Prof. Marco Huber vom IFF der Universität Stuttgart erklärt: „Für eine wirtschaftliche Aufarbeitung von Rotorblättern von Windkraftanlagen oder Zahnrädern von Elektromotoren ist ein kostengünstiges und flexibles System zur automatisierten Oberflächenbearbeitung notwendig. Durch den Einsatz KI-basierter Softwarelösungen ist es möglich, in einem einzigen Robotersystem die Objekterfassung und -vermessung, die kraftgeregelte Oberflächenbearbeitung und die nachgelagerte Sichtprüfung zu integrieren.“ WISSENSBASIERTE SOWIE LERNENDE, DATENBASIERTE METHODEN VEREINEN UNTERNEHMEN ArtiMinds Robotics GmbH Albert-Nestler-Straße 11, 76131 Karlsruhe Tel.: +49 721 5099980 E-Mail: contact@artiminds.com INFORMATIONEN ZUM PROJEKT Robogrind ist ein von InvestBW gefördertes Gemeinschaftsprojekt der Universität Stuttgart, der DHBW Karlsruhe und der SHL AG und wird vom Robotik-Software und Solution Provider Artiminds Robotics koordiniert. Die Projektergebnisse werden nach Projektende im September 2023 in den Angeboten der Partner verwertet. www.industrielle-automation.net INDUSTRIELLE AUTOMATION 2022/04 55