Seit Mitte des Jahres ist das TTZ Flexible Automation in Nördlingen Teil des KI-Produktionsnetzwerks der Hochschule Augsburg. Dank dieser Kooperation konnte das Technologietransferzentrum neue Robotersysteme erwerben. Diese nutzt das TTZ für die Forschung zur Automatisierung von Prozessen besonders für den bayerischen Mittelstand.
Seit Juni 2022 ist auch das Technologietransferzentrum Flexible Automation in Nördlingen mit Prof. Dr. Florian Kerber als wissenschaftlichem Leiter und Prof. Dr.-Ing. Simon Dietrich offiziell an Bord des KI-Produktionsnetzwerks an der Hochschule Augsburg. Schwerpunkt der gemeinsamen Projekte innerhalb des KI Produktionsnetzwerks ist die Unterstützung von kleinen und mittelständischen Unternehmen bei der robotergestützten Automatisierung von Prozessen. So können auch KMUs, die bislang noch über keine Expertise auf diesem Gebiet verfügen, Roboter in ihrer Produktion sinnvoll einsetzen. Zu diesem Zweck beschaffte das TTZ Flexible Automation über das KI-Produktionsnetzwerk der Hochschule Augsburg insgesamt drei kollaborative Robotersysteme vom Typ UR10 e und UR5 e. Die Systeme werden bereits für die Untersuchung von ersten beispielhaften Anwendungsfällen eingesetzt.
Prof. Dr. Nadine Warkotsch, Vizepräsidentin für Forschung und Nachhaltigkeit an der Hochschule Augsburg, sagt: „Die Kooperation mit dem TTZ Flexible Automation in Nördlingen bringt innovative und angewandte Forschung aus dem KI Produktionsnetzwerk Augsburg auch in den ländlichen Raum Bayerisch-Schwabens. Unsere Expertise und die Möglichkeiten durch die Förderung innerhalb der Hightech Agenda des Bayerischen Staatsministeriums für Wissenschaft und Kunst rücken so in die Nähe der starken Industrie im Donau-Ries.“
Prof. Dr. Florian Kerber hierzu: „Der Fachkräftemangel ist eine Herausforderung für die Automatisierung in der Produktion. Denn Robotik braucht heute speziell ausgebildetes Personal, um die Maschinen nachhaltig und effizient zu betreiben. Mit unserer Forschung am TTZ Nördlingen wollen wir die Robotik gerade für kleine Unternehmen und den Mittelstand zugänglicher machen. Die drei kollaborativen Robotersysteme bringen uns diesem Ziel ein Stück näher.“
Erste Anwendungen der kollaborativen Robotersysteme
Das Robotersystem UR10 e werde für die autonome Erkundung von Arbeitsräumen und die automatisierte Zusammenstellung von Bausätzen für die manuelle Montage, sogenannte Kommissionierkits, verwendet. Damit sollen Einsatzbereiche für Roboter in der Montage erschlossen werden, die bisher nur zeitaufwendig durch spezialisiertes Personal in Betrieb genommen werden konnten.
Ein Einsatzgebiet für das UR5 e sei das taktile Greifen. Kerber erklärt: „Übernehmen Menschen Füge- oder Handhabungsaufgaben, können die Roboter geeignete Griffpunkte sehen oder fühlen.“ Den Robotern müsse hierfür ein verbesserter Tastsinn antrainiert werden. Dazu wurde ein UR5 e mit einem kamerabasierten Taktilsensor ausgerüstet. Zunächst entwickelt das TTZ ein Bewertungsverfahren für die Stabilität von robotergestützten Greifprozessen und kombiniert hierfür reale und mit einem Digitalen Zwilling erzeugte Daten, sogenannte synthetische Daten. Diese Griffmetrik diene als Voraussetzung für die erfolgreiche Umsetzung komplexer Fügeaufgaben wie dem passgenauen Einsetzen von Teilen („peg in hole“).
In einem weiteren Forschungsbereich wird laut Kerber die flexible Handhabung von Elektronikbaugruppen untersucht. In dem Aufbau werde ein UR5 e mit einem ESD fähigen Oberflächengreifer eingesetzt. Die bislang manuell durchgeführte Funktionsprüfung der Baugruppen könne so zukünftig automatisch mit Cobots, also mit kollaborativen Robotern, umgesetzt werden.
Gefördertes Forschungsprojekt
Die Funktionsprüfung der Elektronikbaugruppen ist Teil des Forschungsprojekts ModProFT (Modellbasierte autonome Prozessplanung für Funktionstests in der Elektronikfertigung), das durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie im Rahmen des Bayerischen Verbundförderprogramms (BayVFP) gefördert wird. Industriepartner ist hier die Firma BMK. Dr. Bärbel Götz, Geschäftsführerin der BMK Professional Electronics GmbH, meint dazu: „Am TTZ Flexible Automation der Hochschule Augsburg arbeiten Forschung und Industrie Hand in Hand an gemeinsamen praxisnahen Innovationen. Dabei kommen die Erkenntnisse nicht nur der BMK zu Gute. Wir entwickeln einen Teil der Zukunft, der direkt in den Fabriken der Industrie in Bayern zur Anwendung kommen soll.“
Das KI-Produktionsnetzwerk Augsburg
Das KI-Produktionsnetzwerk Augsburg ist ein Verbund der Universität Augsburg, des Fraunhofer-Instituts für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, des Zentrums für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Augsburg sowie der Hochschule Augsburg. Beteiligt sind zudem regionale Industriepartner. Ziel ist eine gemeinsame Erforschung KI-basierter Produktionstechnologien an der Schnittstelle zwischen Werkstoffen, Fertigungstechnologien, datenbasierter Modellierung und digitalen Geschäftsmodellen. Der Freistaat Bayern fördert das Projekt mit 92 Millionen Euro im Rahmen der Hightech Agenda Plus.
Foto: Florian Kerber/Hochschule Augsburg
