Flexible Montage durch automatisierte Roboterprogrammierung
Flexible Montage
Mit Hilfe einer automatischen Montageplanung lassen sich Montageaufgaben in einzelne Schritte zerlegen. Dabei werden Montagepläne unter Berücksichtigung von geometrischen und physikalischen Randbedingungen von einem Planungssystem berechnet. Jeder Schritt im Montageplan stellt eine Aufgabe dar, die auf eine Robotersteuerung übertragen wird. Jede einzelne Aufgabe im Montageplan muss durch sogenannte fehlertolerante Skills ausgeführt werden. An der Professur wurde eine Domain-Spezifische-Sprache (LightRocks) für diese Skills entwickelt. Damit werden feinfühlige Montageaufgaben programmiert und in einer Bibliothek hinterlegt, wobei jeder Skill Eingangs- und Ausgangsbedingungen benennt. Mit Hilfe eines wissenbasierten Lernalgorithmus lassen sich die geeigneten Skills für eine Aufgabe automatisch finden und entsprechend der Ausführung einer komplexen Aufgabe, kombinieren.
Die Abbildung zeigt einen iiwa-Leichtbauarm. Dieser kann Item-Profile in gleicher Konfiguration zusammenschrauben, wie der Mensch die Baugruppe auf den Tisch gelegt hat. Der Roboter erkennt die Aufgabe, analysiert die Reihenfolge und sucht automatisch die geeigneten Skills aus einer Bibliothek. Das so entstandene Roboterprogramm wird dann ausgeführt und der Roboter ist in der Lage verschiedene, ihm vorher unbekannte Baugruppen zu montieren.
Web Service für Montageplanung
Die Umsetzung von Vollautomatisierung umfasst nicht nur die automatische Ausführung von Produktions- und Montageaufgaben, sondern auch deren Generierung. Zur Optimierung des Montageprozesses ist neben der Zielstellung der Vollautomatisierung es zudem wünschenswert nicht nur die Ausführungszeiten der Montageaufgaben zu minimieren. Eine Reduktion der Montagevorbereitung und Optimierung der Arbeitszellenorganisiation ernöglicht Flexibilität im Rahmen sich ändernder Produktionsszenarien.
Im Rahmen des SMErobotics Forschungsprojekts wurde der Montageplaner u.a. um eine Web Schnittstelle erweitert. Der Web Service berechnet gültige Montagesequenzen für beliebige Produkte unter Verwendung von CAD Modellen. Eine sichere und leicht zu bedienende Browserschnittstelle gestattet auch Nicht-Experten die Verwendung.
Anwendungsfälle:
- Schneller Generierung möglicher Montagesequenzen in der Produktentwurf- und Entwicklungsphase
- Verifikation von automatischer Montageeignung
- Optimierung von Montageprozessen und Arbeitszellen
- Integration in existierende Produktionsumgebungen
Vorteile:
- Keine Notwendigkeit für teure Hardware und konstenintensive Softwarentwicklung
- Unabhängig vom industriellen Anwendungsgebiet
- Erhöhung der Produktivität aufgrund von reduzierter Produktintegrationszeit
- Keine Notwendigkeit für manuelle Montageplanung
