Nachgehakt bei Martin Naumann: Mehr Effizienz in der Montage

Anfang September startete das EU-Projekt Lean Intelligent Assembly Automation – kurz LIAA. In einem europäischen Konsortium unter Leitung des Fraunhofer IPA entwickeln Wissenschaftler kostengünstige Robotersysteme und Anwendungen für die Montage. Computer & AUTOMATION sprach hierüber mit dem Projekt-Koordinator Martin Naumann.

Nachgehakt bei Martin Naumann Bildquelle: © Fraunhofer IPA

Martin Naumann, Gruppenleiter Montage-Automatisierung am Fraunhofer IPA: "Die Vision ist, dass ein Roboter ebenso einfach wie heute eine Bohrmaschine einsetzbar ist."

Herr Naumann, was genau ist das Ziel des kürzlich gestarteten Projektes LIAA?

Die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Robotern soll bei der Montage in Zukunft dazu beitragen, die kognitiven Fähigkeiten des Menschen mit der Kraft und Wiederholgenauigkeit von Robotern zu kombinieren. Während der Roboter zum Beispiel repetitive und schwere Arbeiten übernimmt, kann sich der Werker auf kognitiv anspruchsvolle und feinmotorische Aufgaben konzentrieren.

Kooperation von Mensch und Roboter – diesbezüglich gab und gibt es ja bereits diverse Forschungsvorhaben. Warum braucht es ein weiteres Projekt wie LIAA?

Sie haben Recht mit Ihrer Anmerkung. Wir wollen mit diesen Projekten auch nicht konkurrieren, sondern vielmehr deren Ergebnisse nutzen, um darauf aufbauend und auf Basis von am Markt erhältlichen Leichtbaurobotern, kostengünstiger Sensorik und Open-Source-Robotersteuerungssoftware ein spezielles Framework zum wirtschaftlichen Einsatz von Roboterassistenten in der Montage zu entwickeln.

Was genau hat es mit diesem Framework auf sich?

Ein Bestandteil des Frameworks sollen intelligente Algorithmen sein, die den Montageprozess in einzelne Schritte segmentieren und diese je nach Eignung und Auslastung dem Werker oder dem Roboter zuweisen. So werden dem Roboter maschinenlesbare Kommandos beziehungsweise Zustandsdiagramme zugesendet. Der Werker wiederum erhält an Ort und Stelle Multimedia-gestützte Montage-Anleitungen per Head-Mounted-Display oder Tablet angezeigt. Voraussetzung für eine effiziente Zusammenarbeit ist, dass Werker und Roboter jeweils wissen, welchen Arbeitsschritt der andere gerade durchführt. Kameragestützte Informationssysteme und intelligente Wahrnehmungs- und Prognose-Algorithmen sorgen beispielsweise dafür, dass der Roboter ableiten kann, welchen Arbeitsschritt der Werker gerade ausführt. Dadurch kann er sein eignes Verhalten entsprechend anpassen und etwa zusätzliche Arbeitsschritte bei Verzögerungen übernehmen.

Ein Thema, mit dem alle Projekte rund um die Mensch-Roboter-Kooperation noch zu kämpfen haben, ist Safety beziehungsweise das Sicherheitsproblem bei der Zusammenarbeit von Maschine und Werker. Wie wollen Sie dieses lösen?

Einer der Forschungsschwerpunkte von LIAA ist es, die Sicherheit des Menschen anhand einer teilautomatisierten Risikobewertung des Montagesystems während der Konzeption und adäquater Sicherheitsmaßnahmen während der Ausführung zu gewährleisten. Hierbei verfolgen wir ein abgestuftes Sicherheitskonzept, das je nach Risikobewertung, präventive, weiche oder harte Sicherheitsmaßnahmen auswählt und kombiniert. Das Framework soll die Einbindung der dafür notwendigen Sicherheitstechnik unterstützen. Und die aktive Mitwirkung in entsprechenden Standardisierungs- und Zertifizierungsgremien soll schließlich dazu beitragen, die im Rahmen des Projektes gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse in die Erarbeitung eines neuen Sicherheitsstandards für kollaborative Roboter einfließen zu lassen.

Welche Laufzeit hat das Projekt und wer arbeitet daran mit?

Das Projekt ist auf vier Jahre angelegt. Auf Institutsseite sind neben dem Fraunhofer IPA die Forschungseinrichtungen Funda­cion Tecnalia Research & Innovation, das DTI Danish Technological Institute und das Laboratory for Manufacturing Systems and Automation LMS an der Universität Patras beteiligt. Industriepartner sind Universal Robot als Hersteller von Leichtbaurobotern, Visual Components als Anbieter von Simulationstechnologie, zwei Hersteller von Montagelösungen – InSystems Automation und LP-Montagetechnik – sowie die Unternehmen Penny und EON Development, die beide Hardware für Augmented Reality anbieten. Nicht zuletzt sind fünf Endanwender – darunter Opel und mehrere KMU – am Projekt beteiligt.

Mit Universal Robot ist nur ein Roboter-Anbieter im Projekt involviert. Ist das Thema Montage für das Gros der Roboterhersteller derzeit kein Thema?

Ganz im Gegenteil. Viele Roboterhersteller sind gerade dabei, Roboter speziell für die Montage zu entwickeln, beispielsweise der Leichtbauroboter von Kuka oder der Dual-Arm Konzept-Roboter von ABB. In LIAA ist Universal Robot dabei, um die Interessen der Roboterhersteller bei der Entwicklung des Frameworks zu vertreten. Das Framework selbst soll aber für unterschiedlichste Roboter einsetzbar sein.