Automatica 2018 DLR zeigt wesentliche Aspekte der Robotik für die vernetzte Produktion

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 werden können.

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.

Robuste Bewältigung der autonomen Montage

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.

Speziell KMUs erhalten Zugang zu Entwurfstechnologien

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.

Das DLR ist auf der Automatica-Ausstellungsfläche Halle B4 / Stand 501 502 mit insgesamt 12 Exponaten vertreten. Beteiligt sind neben dem DLR-Institut für Robotik und Mechatronik und dem DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik, welche gemeinsam das Robotik und Mechatronik Zentrum (RMC) in Oberpfaffenhofen bilden, das DLR-Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) in Augsburg, die DLR-Einrichtung Technologiemarketing sowie zehn Ausgründungen des RMC.