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Insbesondere KMUs haben Bedenken, Roboter in ihrer Fertigung einzusetzen, da sie befürchten, die Implementierung könne zu viel Zeit beanspruchen und sie abhängig von der Hilfe externer Integratoren machen“, weiß Maximilian Mutschler, Vice President Sales bei Micropsi Industries. Eine Lösung versprechen Robotersteuerungen, die auf Künstlicher Intelligenz (KI) beruhen. „Sie erlauben es Unternehmen, Roboter in Eigenregie zu trainieren und schnell für neue Anwendungen vorzubereiten.“
Denn Roboter, die mit einer KI-Steuerung wie Mirai von Micropsi ausgestattet sind, können selbstständig mit Varianzen umgehen. Auf diese Weise werden Aufgabengebiete automatisierbar, bei denen zuvor Kosten oder Komplexität der Automatisierung zu hoch waren. „Mitarbeiter können die KI für neue Anforderungen in wenigen Stunden selbst trainieren und anpassen, ohne externe Hilfe“, betont Mutschler.
Training in wenigen Minuten
Es dauert nur einige Stunden, bis der Roboter einen neuen Skill gelernt hat, beispielsweise das Einstecken eines biegeschlaffen Kabels in unterschiedlich angeordnete Büchsen. Dem Roboter muss dafür nur das Ziel einige Male in typisch vorkommenden Varianzen durch Führen des Roboterarms gezeigt werden. Ein Machine-Learning-Verfahren leitet dann aus den Kamerabildern und gezeigten Positionen eine Bewegungsintuition für den Roboter ab, die ihm den Umgang in Echtzeit auch mit unbekannten Situationen ermöglicht.
Wenn der Verfahrweg unerheblich ist, kann mit der neuesten Version von Mirai die Trainingsdauer sogar auf wenige Minuten bis maximal eine halbe Stunde verkürzt werden. Mitarbeiter müssen Mirai nur noch die Umgebung mit der Kamera zeigen und der Roboter sucht sich anschließend selbstständig den kürzesten Pfad zum Objekt.
Dabei kann man dem Roboter durch reines Demonstrieren eine Vielzahl an Aufgaben beibringen. Für Hersteller, die vor allem variantenreich produzieren, ein enormer Vorteil. „Aufgrund eines ROI von unter 12 Monaten sind Mirai-gestützte Roboter auch für KMU interessant und so schnell für neue Aufgaben gerüstet, dass sich schon die Automatisierung von dreimonatigen Produktionsläufen lohnt“, sagt Mutschler.
Im Einsatz bei ZF
Wie der KI-Einsatz in der Praxis aussieht, zeigt der Automobilzulieferer ZF, der vor der Herausforderung stand, die Werkstückzufuhr einer großvolumigen Frässtation für Zahnräder zu automatisieren. Im Werkprozess werden Metallringe aus einer Kiste entnommen und auf ein Förderband gelegt.
Die Schwierigkeit: Der Produktionsschritt ist sehr variantenreich, da sich sowohl die Ringe in der angelieferten Kiste verschieben und dadurch unvorhersehbar angeordnet sind, als auch Platzierung und Form der Gitterbox variieren kann. Wechselnde Lichtverhältnisse stellten eine zusätzliche Herausforderung dar. Außerdem ist die Oberfläche der Ringe mal metallisch glänzend, teilweise ölverschmiert oder korrodiert.
Mit Mirai konnte ZF die Werkstückaufnahme automatisieren. Die Anlage umfasst das Mirai-Kit mit Controller und Kamera, einen UR10e Roboter von Universal Robots, einen Onrobot-Kraft-Drehmoment-Sensor und einen Schunk-Greifer. Mit seiner eigenen Steuerung bringt der UR-Roboter sich über den Ringen in der Kiste in Position. Nun übernimmt das Mirai-System die Kontrolle: Es bewegt den Roboter selbstständig zum nächsten Ring und bringt den Greifer in die korrekte dreidimensionale Greifposition.
Nachdem diese Position erreicht ist, übernimmt das System des UR10e wieder, nimmt den Ring auf und bewegt ihn zum Ablegen auf das Förderband. Das komplette Einrichten des Roboters dauerte lediglich wenige Tage – und Mirai löste ein lang bestehendes Problem und machte eine vorher unlösbare Aufgabe schnell und kosteneffizient automatisierbar.
Micropsi Industries GmbH
Karl-Marx-Str. 58
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