In Zeiten von Fachkräftemangel, Produkt- und Variantenvielfalt sowie unsicheren Lieferketten wächst der Bedarf produzierender Unternehmen an flexiblen Montagelösungen. Der Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement der RWTH Aachen betreibt Forschung im Bereich der linienlosen mobilen Montagesysteme, kurz LMAS, die auf eine räumlich und zeitlich starre Verkettung der einzelnen Montagesysteme verzichten und gleichzeitig eine (Teil-)Mobilisierung der Produktionsmittel auf einer Produktionsfläche nach dem Clean-Floor-Approach ermöglichen. Eine zentrale Rolle spielen dabei Autonome Mobile Roboter (AMR) und Autonome Mobile Manipulatoren (AMM).

Das Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen stellte nun einen neuartigen mobilen Großroboter vor, der die flexible Manipulation schwerer Nutzlasten erlaubt und das Potenzial birgt, die Produktivität produzierender Unternehmen trotz ändernder Rahmenbedingungen zu steigern. Anders als bei fest im Boden verankerten Industrierobotern mit begrenztem Arbeitsfeld ermöglicht der mobile Manipulator einen flächenmäßig unbegrenzten Arbeitsraum: Der Roboterstandort kann flexibel nach den Anforderungen in Produktion und Montage gewählt werden. Die Ressourcen können also zielgerichteter gemäß der aktuellen Auslastung eingesetzt werden. Mobile Schwerlastmanipulatoren bieten die Möglichkeit, die Flexibilität in Montagesystemen zu erhöhen und stellen somit eine vielversprechende Komponente für die Montage der Zukunft dar.

Der mobile Großroboter im Detail

Der mobile Großroboter wurde von Broetje-Automation hergestellt und kann mit seinem Manipulator, einem Comau NJ-165-3.0, Nutzlasten von bis zu 150 kg bewegen. Mittels der integrierten Sensorik kann der Großroboter seine Umgebung wahrnehmen und autonom agieren. Außerdem ist geplant, den Roboter in das bestehende 5G-Campusnetzwerk des 5G Industry Campus Europe zu integrieren. Somit wird er in der Lage sein, drahtlos und in Echtzeit mit anderen Robotern und Factory Cloud Systemen zu kommunizieren. Die hybride Siemens-Steuerung im Großroboter ermöglicht die Ansteuerung über ein echtzeitfähiges Linux-Betriebssystem. Die präzisen Aktuationsmöglichkeiten und die hohe Flexibilität dieser Plattform ermöglichen eine effiziente Handhabung schwerer Lasten und erlauben gleichzeitig die Umsetzung flexibler Montagesysteme in einem erweiterten Lastenspektrum.

Der Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement am WZL plant, mit dem Großroboter insbesondere im Bereich der holistischen Bewegungsplanung zu forschen. Durch die holistische Bewegungsplanung können mobile Manipulatoren zukünftig mit 25 Prozent schnelleren Ausführzeiten eingesetzt werden. Die von Broetje-Automation bereitgestellte modulare Software auf Basis des Robot Operating Systems 2 (ROS2) ermöglicht es den Forschenden, zukünftig die Funktionalitäten des Großroboters zu nutzen sowie neue Algorithmen zu entwickeln.