Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen und Steuerungen (WSKL)

Projektergebnisse

Aufbau eines Demonstrators

Im Projekt wird ein Demonstrator aus 2 Robotermodulen (UR5e) und einem Handarbeitsplatz aufgebaut, um die beantragten Forschungsthemen an realer Industriehardware zu testen und zu validieren.  Als Steuerung wird in den Modulen eine CtrlX Core eingesetzt, welche die Möglichkeit bietet mit selbstentwickelten Apps erweitert zu werden. Ziel ist es anhand ausgewählter Use-Cases aus den Bereichen der online Trajektorienplanung, Roboter-Roboter Kooperation und der Mensch-Roboter Kollaboration den Einsatz von Robotern in flexiblen Umgebungen  zu zeigen.

 

Mensch-Roboter Kollaboration

Zur intuitiven Kooperation zwischen Roboter und Mensch ist eine zuverlässige Erfassung der Bewegung eines menschlichen Körpers notwendig. Die Bewegungen werden mit Hilfe eines Kamerasystems sowie Beschleunigungssensorik registriert und mit Hilfe einer Sensorfusion in ein gemeinsames Modell überführt. Durch die Prädiktion der menschlichen Bewegungen entsteht die Möglichkeit, dass ein Robotersystem dem Menschen rechtzeitig ausweichen kann sowie den Menschen bei seiner Arbeitsverrichtung unterstützen kann. 

 

Roboter-Roboter Kooperation

Softwarearchitektur und Standardisierung von Schnittstellen

Neben der autonomen Bewegung von Robotern wurde im Projekt auch die flexible Erweiterung des Systems mit Software und Hardwarekomponenten untersucht. Hierzu wurden Möglichkeiten für ein Plug&Produce Prinzip sowie die individuelle Ansteuerung im Kontext von Industrie 4.0 betrachtet. Als Wahl eines geeigneten Kommunikationsprotokolls für die Modellierung einer semantisch definierten Schnittstelle wurde OPC UA eingesetzt. Bestehende Companion Specifications wurden analysiert, Lücken identifiziert und Schnittstellen, die alle Anforderungen an eine standardisierte Schnittstelle liefern wurden mit Hilfe von OPC UA für die Module umgesetzt. Für den Bedarf der flexiblen Ansteuerung und Verknüpfung der Systeme wurde ein Capability - Skill Modell erstellt. Das Modell wurde gemeinsam in einer Unterarbeitsgruppe der Plattform I4.0 konsolidiert. Die Erweiterbarkeit der eingesetzten Steuerungen wird durch einen "App"-basierten Ansatz ermöglicht. Somit ist die nachträgliche Erweiterung von Funktionalitäten gegeben.

Veröffentlichungen (in Arbeit):

  • Mitarbeit an einem konsolidierten Capability, Skill, Service Modell. Veröffentlichung eines Platform I4.0 Whitepaper vsl. im November.
  • Mitarbeit an einem VDMA Whitepaper zur Standardisierung von Skills und Capabilities. Veröffentlichung vsl. Ende des Jahres.
  • Mitarbeit an einem Capability Teilmodell für die VWS. LINK 

 

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