Interview: Martin Hägele, Abteilungsleiter Roboter- und Assistenzsysteme Fraunhofer IPA

„Software eröffnet Robotik ganz neue Geschäftsmodelle“

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Mit welchen Innovationen die Industrierobotik den Trend zur wandlungsfähigen Produktion beflügelt und warum Software dabei immer wichtiger wird, das erläutert Martin Hägele, Abteilungsleiter Roboter- und Assistenzsysteme am Fraunhofer IPA, im Interview mit der Automationspraxis.

Was sind die wichtigsten Anforderungen an Robotersysteme in der flexiblen Fabrik der Zukunft?

Hägele: Industrieroboter erfüllen bereits wesentliche Anforderungen flexibler Produktionen wie Skalierbarkeit sowie rasche Adaption an Prozessparameter. Diese Anforderungen werden sich im Sinne einer zunehmend wandlungsfähigen Produktion weiter verstärken: Die Mensch-Roboter-Kollaboration ermöglicht variable Automatisierungsgrade. Robotersysteme werden versetzbar und nach Bedarf in manuelle Arbeitsplätze integriert. Bislang schwierig zu automatisierende Prozesse wie das Präzisionsfügen oder die Montage von biegeschlaffen Teilen werden durch den Einsatz von Sensorik wirtschaftlich machbar. Kompakte zweiarmige Kinematiken werden werkstückspezifische Vorrichtungen, Zuführ- und Vereinzelungseinrichtungen reduzieren.
Welche Rolle spielt dabei die Industrie 4.0?
Hägele: Die Verbreitung von Industrie 4.0-Technologien wird eine erhebliche Rückwirkung auf den Aufbau und die Leistungsfähigkeit künftiger Industrieroboter haben: Plug&Play-Funktionalität wird die Integration in die Produktions-IT weiter erleichtern. Bedienung und Wartung werden durch intuitive Nutzer-Interfaces weiter unterstützt. Cloud-basierte Services werden dem Roboter als Apps Fähigkeiten on demand verschaffen. Zudem werden Roboterprogramme stärker aus digitalen Produkt- und Prozessdaten generiert. Hier entstehen sowohl für Roboterhersteller wie auch für Systemintegratoren neue Geschäftsmodelle: Beispielsweise die Verfügbarmachung Software-basierter Dienste für Einrichtung, Betrieb, Wartung und Optimierung von Robotersystemen.
Ist Software heute also der Innovationsmotor der Robotik?
Hägele: Ja, die Innovationsgeschwindigkeit nimmt insbesondere durch den steigenden Software-Anteil in der Robotik weiter zu. Um die Kostensituation sowie die Funktionalität und Qualität der Software zu verbessern, gewinnen neue Formen der Kooperation bei der Entwicklung und Nutzung von Software an Bedeutung. So werden zunehmend Open-Source-Lösungen als flexible und wirtschaftliche Option diskutiert. So bietet das Roboterbetriebssystem ROS-Industrial als verbreitetes Open-Source-Softwaresystem umfassende Funktionen für die Sensordatenverarbeitung, Bahnplanung, mobile Navigation, Visualisierung und Simulation. Dies erlaubt insbesondere Systemintegratoren den einfachen Zugriff auf hochwertige Funktionen, die sonst nicht oder nur mit großem Aufwand selbst entwickelt und in Automatisierungslösungen integriert werden könnten. Das Fraunhofer IPA hat im Jahr 2012 die Initiative ROS-Industrial mit ins Leben gerufen, um Unternehmen bei der Nutzung von Open Source umfassend zu unterstützen.
Derzeit ist die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) in aller Munde. Ist das langjährige Forschungsthema endlich in der Praxis angekommen?
Hägele: Das Fraunhofer IPA hat die MRK erstmals im Jahre 1999 aufgegriffen und über Jahre mit Technologieentwicklungen und der Mitarbeit in Standardisierungsgremien begleitet. Von Anfang an hat uns die Vision motiviert, dass der Roboter zum Werkzeug wird – in der Bedienung so intuitiv wie ein Akkuschrauber. Fast alle Roboterhersteller bieten nun MRK-fähige Lösungen. Aktuell entstehen zahlreiche Pilotanwendungen, auch um Erfahrungen in Bezug auf Technik, Zertifizierungsprozess und Akzeptanz im Produktionsalltag zu sammeln.
Haupttreiber der MRK sind besonders die großen Automobil-OEMs in ihren Montagelinien. Wo sehen Sie weitere wichtige Einsatzfelder?
Hägele: Wir sehen in allen Industrien und Anwendungen bis in den Bereich der kleinen und mittelständischen Produktionen wirtschaftliche MRK-Einsatzmöglichkeiten. Wie künftige Lösungen für flexible Produktionen aussehen können, zeigen Videos von MRK-Anwendungen, die im EU-Forschungsprojekt SMErobotics entstehen. Diese findet man im Netz unter www.smerobotics.eu.
Ist denn Mensch-Roboter-Kollaboration gleichbedeutend mit Servicerobotik?
Hägele: Der Serviceroboter ist per ISO-Norm ein Roboter, der in Bereichen außerhalb der Produktion eingesetzt wird. Wenn also ein Roboter dem Werker in der Montage Teile anreicht, wie im Audi Projekt Part4you, dann zählt das zur Industrierobotik. Allerdings verwischt die Grenze zwischen Industrie- und Serviceroboter immer mehr: So werden typische Industrieroboter für die Diagnose oder Chirurgie eingesetzt, ebenso für einige Melkroboter-Lösungen oder auch im Entertainment-Bereich.
Zur Servicerobotik zählen aber auch mobile Transportroboter…
Hägele: Mobile Roboter als fahrerlose Transportsysteme oder autonome Gabelstapler erleben aktuell einen Boom, sowohl in der Produktion als auch in der Umschlags- und Lagerlogistik. Grund hierfür ist neben den technischen Fortschritten der FTS auch der Ausbau der IT-Infrastruktur in den Unternehmen.
Welche Themen sind gerade für Sie in der angewandten Forschung derzeit besonders relevant?
Hägele: Wichtige aktuelle Forschungsthemen sind die intuitive Mensch-Roboter-Interaktion, also wie Programme aus bestehenden digitalen Daten und Nutzerinformationen rasch und verlässlich generiert werden können. Besonders interessant ist hier der Wechsel von der herkömmlichen Programmierung hin zu einer Belehrung des Roboters mittels intuitiver Fähigkeiten oder sogenannter Skills, das sind sind Programm-Makros oder Apps. Der Vorteil: Anwendungen lassen sich mit den Apps schneller und intuitiver als bisher programmieren. Wie diese Skill-basierte Programmierung funktioniert, werden wir auf der Motek demonstrieren.
www.ipa.fraunhofer.de Motek Halle 7, Stand 7136
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