Industrierobotik

Arbeitsbereich

Im Rahmen des wachsenden Fachkräftemangels tritt das bisherige Ziel der robotergestützten Automatisierung, die Aufrechterhaltung und Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen, nur noch als Teilaspekt oder gar als positiver Nebeneffekt auf. Der Fokus verschiebt sich stark auf die Herausforderung, die vorhandenen oder absehbaren Lücken im Arbeitskräftepool zu füllen. Um dieser Herausforderung zu begegnen ist es erforderlich, das Know-How der wertvollen Arbeitskräfte durch die Automatisierung von monotonen, risikobehafteten oder gesundheitsgefährdenden Tätigkeiten auf deutlich größere Produktionsvolumina anzuwenden.

© Fraunhofer IGP
SPOT

Die Industrierobotik bietet in diesem Kontext den Vorteil, aus standardisierten, am Markt vorhandenen Komponenten kundenindividuelle Lösungen zu entwickeln. Neben der Hardware spielt hier auch die Software eine große Rolle, da sich eine kontinuierlich erforderliche Neuprogrammierung der Systeme als erheblicher Kostenfaktor negativ etabliert. Aus diesem Grund beschäftigen sich unsere Expert:innen mit der automatischen Programmierung der zu entwickelnden Lösungen. Solche Systeme – entwickelt durch das Fraunhofer IGP – kommen in der Industrie bereits erfolgreich zum Einsatz. Sie basieren entsprechend des Anwendungsfalles z.B. auf der Auswertung von 3D-Sensordaten und erfordern keine Anbindung an ein CAD/CAM-System.

Neben dem multidimensionalen Gebiet der Industrierobotik spezialisiert sich die Fachabteilung auch auf die zukunftsträchtigen Themen der Schweißrobotik und der mobilen Robotik, die sich im Kontext des steigenden Wettbewerbs um kompetente Arbeitskräfte und im Rahmen der Entlastung des bestehenden Arbeitskräftepools zu immer bedeutenderen Themen entwickeln.  

In enger Zusammenarbeit mit dem breiten Kompetenzspektrum aller Fachabteilungen des Institutes sind wir in der Lage, unseren Kunden vielseitige Lösungen aus einer Hand zur Verfügung zu stellen.

Projektübersicht Industrierobotik

Gesamtrumpf ökoeffiziente Technologieanwendung

Konzeptentwicklung basierend auf der aktuellen Fertigung, wie eine Anlage zum automatisierten Schließringstanzbolzen aussehen kann

Im Flugzeugbau finden zahlreiche mechanische Fügetechnologien Verwendung. Hierzu zählen bspw. Vollniet, Hi-Lok- oder Hi-Lite-Systeme. Das Vorhandensein von Vorlöchern, die mit entsprechend zeit- und arbeitsintensiven Vorlochoperationen einhergehen, ist dabei allen Technologien gemein. Folglich bieten vorlochfreie Fügeverfahren, wie sie in anderen Industriezweigen seit Langem etabliert sind, ein hohes Einsparpotential. Für die Anwendung in der Flugzeugrumpfmontage wird vom Projektpartner daher ein selbststanzender Schließringbolzen weiterentwickelt und qualifiziert. Auf das Fügesystem und den geometrischen Restriktionen in der Rumpfmontage abgestimmt, wird ein geeignetes Setzwerkzeug konzeptioniert. Im Fokus steht hierbei ein vollständig automatisiertes Handlingskonzept für Roboter und Setzwerkzeug mithilfe optischer Messmethoden. 

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Neue Methode zur Bodenbeprobung

Online-Bodenanalyse für die hochaufgelöste flächenspezifische Bewirtschaftung in der modernen Landwirtschaft

In dem internen BWSF-Startprojekt »PlowAnalysis« wird ein Ansatz zur Gewinnung von Online-Bodendaten während der Bodenbearbeitung erforscht. Da landwirtschaftlich genutzte Flächen meist heterogene Bodeneigenschaften aufweisen, ist das Ziel des Projekts die modellbasierte Erstellung hochauflösende Bodenkarten, die eine strategische und nachhaltige Bewirtschaftung erlauben. Durch die Kenntnis detaillierter Informationen wie der Bodentextur, dem pH-Wert oder dem Nährstoffgehalt kann der Einsatz von Betriebsmitteln optimiert und eine Steigerung der Erträge erwartet werden. Dazu erforscht das Fraunhofer IGP zusammen mit dem Fraunhofer IIS den Einsatz von Sensordatenfusion berührungslos messender Verfahren wie der Nahinfrarot-Spektroskopie (NIR) und der Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA).

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Automatisierte Roboterzelle zum Schweißen

Digitale Einbindung eines robotergestützten additiven Schweißverfahrens mittels RoboDK

Heutzutage wird das Schweißen immer mehr automatisiert und entwickelt sich bereits zum Standard in der Industrie. Aus diesem Grund sind Schulen und Universitäten bestrebt, mit der Technologie Schritt zu halten, um den Studierenden die Möglichkeit zu geben, sich über diese Technologie zu informieren, sie zu üben und zu erforschen. Die Hochschule Stralsund bildet im Lehrgebiet Fertigungstechnik Studierende im Bereich der thermischen Fügetechnik aus. Um eine praxisnahe und innovative Lernumgebung zu schaffen, ist die Einrichtung einer automatisierten Roboterzelle für das Schweißen geplant, d.h. im Labor wird die vorhandene gerätetechnische Ausstattung, der Roboter und die Schweißstromquelle, steuerungstechnisch über eine Busschnittstelle verbunden.

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Smart Farming

Das Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP legt bei seiner Forschungsarbeit im Rahmen der Initiative »Biogene Wertschöpfung und Smart Farming« den Fokus darauf, leistungsfähige, technische Lösungen für eine Smarte Landwirtschaft abzubilden. Der Schwerpunkt liegt auf Automatisierung, Feldroboter, Leichtbau sowie dem Einsatz entsprechender Sensorik und künstlicher Intelligenz. Zum einen wird die Leistungsfähigkeit klassischer Landtechnik mit modernen Automatisierungslösungen verbunden, zum anderen werden individuelle Lösungen anwendungsspezifisch entwickelt und überführt.

 

Cyberphysische Produktionssysteme für komplexe Strukturbauteile

Qualitätssicherung und Transparenz in der Produktion

Die Stärkung der Innovationsfähigkeit von klein- und mittelständischen Unternehmen in unserer Region hat für das Fraunhofer IGP eine hohe Priorität. Der Einsatz neuer und Fertigungs- und Logistikkonzepte bietet großes Potenzial, um den wachsenden Ansprüchen dieser Unternehmen gerecht zu werden. Die Fertigung hochkomplexer tiefgezogener Strukturbauteile bedingt durch die hohen Qualitätsanforderungen neue Ansätze zur Überwachung der Prozessschritte. Hierfür wird im Projekt in Kombination von Messtechnik und Automatisierung ein cyberphysisches Produktionssystem umgesetzt. Die ganzheitliche Überführung aller Produktions- und intralogistischen Prozesse in einen digitalen Zwilling ermöglicht die ständige Kontrolle aller Prozesszustände und erhöht langfristig die Qualität und Akzeptanz der Bauteile für den Kunden, durch eine transparente Produktion.

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Passrohrfertigung

Automatisierung der Unikatfertigung von Passrohren

Im Rohrleitungsbau wird in vielen Firmen noch immer vieles manuell gefertigt. Dies hängt oft damit zusammen, dass entweder die Kapazitäten für eine Automatisierung fehlen oder die Fertigung für eine einfache Automatisierungslösung zu individuell ist. Das Fraunhofer Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP hat einen Prozessablauf entwickelt, der die Aufnahme der Geometrien bis zum CAD-Arbeitsplatz auf wenige Schritte verkürzt und digitalisiert.

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Auf einen Blick

Leistungen

  • Auslegung, Konstruktion und Integration von Robotersystemen
  • Visualisierung und Simulation von Roboterzellen
  • Virtuelle Inbetriebnahme und digitaler Zwilling
  • Mobile Robotik
  • Kollaborative Roboter (COBOTS)
  • Sensorbasierte Roboterapplikationen
  • Robotergestütztes Schweißen, Umformen, Trennen, mechanisches Fügen und Kleben

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Unseren Jahresbericht von 2022 finden Sie hier zum nachlesen.

Alle Infos im Überblick

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Ausstattung

Roboter
Software E-Technik- und Robotiklabor
Bearbeitungs- und Handhabungsroboterzelle KUKA KR 240 einschl. Peripherie (Schnellwechselsystem, MIG/MAG Eindrahtschweißanlage, Brennerreinigungsstation) CATIA Technikum mit kompletter Ausstattung und großer Versuchsfläche
2x Industrieroboter KUKA KR10 mit Zusatzachsen und RoboTeam-Schnittstellen

RobotStudio (ABB) Mechanische Werkstatt
Bearbeitungs- und Handhabungsroboterzelle ABB IRB 2600 MATLAB DMG Dreh-Fräszentrum LTX beta 1250 mit Gegenspindel und 16-fach-Sternrevolver
Kontaktkraftgeregelter Schleifkopf AAK 605 HD (Firma FerRobotics, inklusive Schleifscheibenwechsler) LabView Deckel Maho 5-Achs-Universal-Fräsmaschine DMU 100 mono Block mit 32 Magazinplätzen
Roboter-Plattform ROVO (Firma HAWE Mattro) 
- Vollelektrisches Antriebssystem auf Raupen, speziell für den Off-Highway-Einsatz
RoboDK div. mobile Absauganlagen
Mobiler Roboter SPOT (Firma Boston Dynamics) WorkVisual  
Kollaborative Roboter, Cobots UR10e & UR20 (Firma Universal Robots) Yaskawa MotoSim  
Schweißroboter KUKA KR16 einschl. Sensorik und Peripherie (MIG/MAG Eindrahtschweißanlage) in Portalausführung (Arbeitsraum 4.000 x 4.200 x 1.500 mm) für Schneid-, Schweiß- und Fräsversuche Kuka.Sim Pro  
MIG/MAG-Tandemschweißanlage (Firma Fronius) SKM DCAM  
  EPLAN  
  Visual Studio  
  RoboPlan  
  SolidWorks