Fachwissen über Robotik vertiefen

Werkstoffe 21. 07. 2015
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Robotik und Automatisierung sind Schlüsseltechnologien für produzierende Unternehmen und bieten durch neue Entwicklungen immer mehr Einsatzmöglichkeiten. Um das Potenzial vorhandener oder geplanter Robotersysteme in Unternehmen beurteilen zu können, benötigen Fach- und Führungskräfte entsprechende praxisnahe Kenntnisse. Die Stuttgarter Produktionsakademie (SPA) bietet deshalb zahlreiche Kurse zum Themengebiet Robotik an, die genau diese Kenntnisse vermitteln, darunter den Kompaktkurs Industrierobotik.

Industrieroboter sind auf dem Vormarsch. Laut Prognosen der International Federation of Robotics (IFR) werden von 2015 bis 2017 jährlich zwölf Prozent mehr Robotersysteme in Betrieb genommen. Eine aktuelle Studie von PwC bekräftigt das anhaltende Interesse an Roboterlösungen: Rund 65 Prozent der befragten Maschinen- und Anlagenbauer möchte in den nächsten drei Jahren in Robotertechnik investieren. Zu dieser Verbreitung tragen neue Technologien in der Industrierobotik wie beispielsweise kollaborierende Systeme bei, die zusätzliche Einsatzmöglichkeiten von Robotern eröffnen. Dies macht sie auch für Unternehmen interessant, die bisher nur wenig oder gar keine Robotersysteme einsetzen.

Die Kurse der SPA aus dem Themengebiet der Robotik und Automatisierung vermitteln das nötige Wissen, damit Fach- und Führungskräfte die Möglichkeiten, technischen Grundlagen und auch die Wirtschaftlichkeit von Robotersystemen fundiert beurteilen können. Experten des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA leiten die Kurse. 

Grundlagen der Industrierobotik

Der Kompaktkurs Industrierobotik umfasst mehrere Themenblöcke, in denen die Teilnehmer aktuelle Robotertechnologien selbst ausprobieren und dadurch den Nutzen besser einschätzen können. Sie lernen Grundlagen moderner Industrierobotik kennen und sind in der Lage, Roboter selbst zu programmieren. Ein Großteil des Kurses findet im Versuchsfeld des Fraunhofer IPA statt. Hier sind verschiedene Industrieroboter aufgebaut, an denen die Teilnehmer die Inhalte des Kurses unter fachkundiger Anleitung erproben können.

Am Beispiel des Leichtbauroboters Universal Robot UR5 vermitteln die Kursleiter Grundlagen der Robotik. Hier geht es um spezifische Begrifflichkeiten, um das Verstehen des Datenblattes und Grundwissen in der Programmierung des Roboterarms, wie zum Beispiel die Punkt- und Bahnsteuerung und das Überschleifen. Wichtige Befehle aus der Programmierung werden vorgestellt. Schließlich können die Teilnehmer die Programmierung des Universal Robot UR5 an einem einfachen Beispiel zur Handhabung von Kleinladungsträgern selbst testen.

Anhand des KUKA-Leichtbauroboters LBR 4 lernen die Teilnehmer die Möglichkeiten­ der kraftgeregelten Programmierung eines Roboters kennen. Dank spezieller Sensorik, Positions- und Steifigkeitsregelung kann dies mit hoher Präzision erfolgen und so unter anderem für Fügevorgänge oder Klebeprozesse eingesetzt werden. Im vergangenen Kurs haben die Kursleiter erstmals den gerade vorgestellten neuen KUKA iiwa eingesetzt, einen Leichtbauroboter, der besonders sicher und flexibel ist und somit neue Möglichkeiten in der Mensch-Roboter-Kooperation bietet.

Mehr Automatisierung durch Mensch-Roboter-Kooperation

Die Zusammenarbeit zwischen Werker und Maschine ist neben der Digitalisierung der Produktion die Entwicklung, die am meisten zur weiteren Verbreitung von Robotersystemen beitragen wird. Während klassische Robotersysteme aus Sicherheitsgründen fast keine Interaktion zulassen, bieten neue, mit spezieller Sicherheitstechnik ausgestattete Roboter genau diese Möglichkeit der Zusammenarbeit. Unternehmen eröffnet dies die Chance, bisher ausschließlich manuell durchgeführte Aufgaben teilweise zu automatisieren. So können die Stärken des Werkers und der Maschine verbunden werden: Erfahrung, sensorische Fähig­keiten und Entscheidungskompetenz auf der einen, konstante Qualität, Genauigkeit und Kraft auf der anderen Seite.

Entsprechend vermittelt der Kurs die sicher­heitstechnischen Grundlagen der ISO-Norm, sodass die Teilnehmer bezüglich kollaborierender Systeme auf dem neuesten Stand der (Sicherheits-)Technik sind. Hierzu gehört auch, typische Sicherheitskomponenten sowie sichere Robotersteuerungen zu kennen. Je differenzierter Fach- und Führungskräfte über die Spezifika kollaborierender Systeme Bescheid wissen, umso besser können sie den Mehrwert für ihre Produktion einschätzen.

Als Beispielapplikation für eine sichere Mensch-Roboter-Kooperation stellen die Mitarbeiter des Fraunhofer IPA eine Montagezelle vor. In ihr gibt es zwei Koopera­tionsbereiche, in denen Werker und Roboter gemeinsam agieren und die dynamisch umgeschaltet werden können. Ein Planungsalgorithmus verteilt die Montage­aufgaben situationsabhängig zwischen Mensch und Maschine. Während der Werker komplexe Aufgaben übernimmt, entlastet ihn der Roboter, indem er repetitive, nicht ergonomische Aufgaben ausführt.

Bildverarbeitung und Simulation

Weitere Inhalte des Kurses beschäftigen sich mit der Bildverarbeitung von Robotersystemen. Der Einsatz von Kameras ermöglicht eine bessere Qualitätskontrolle, Lokalisierung sowie eine robustere Roboterprogrammierung. Aspekte wie der Aufbau des Systems, die Kalibrierung und die Verwendung von Softwarebibliotheken mit Algorithmen für die Datenverarbeitung werden vorgestellt. Nicht zuletzt gehen die Kursleiter auch auf Roboterprogrammierverfahren ein, die sowohl online als auch offline erfolgen können, im letzteren Fall auch simulationsbasiert, indem die Roboterzelle virtuell abgebildet und programmiert wird. Die Kursleiter stellen Vor- und Nachteile der Verfahren sowie eine Simu­lationsumgebung vor.

Am Ende des Kurses haben die Teilnehmer somit einen umfassenden Überblick über die Grundlagen der Robotik erhalten. Die Kursleiter können mit ihrer langjährigen Erfahrung in Konzeption, Entwicklung und Umsetzung von Robotersystemen in Unternehmen gezielt auf die Bedürfnisse der Teilnehmenden eingehen und sie mit Fachwissen aus erster Hand versorgen. So erhöhen Fach- und Führungskräfte ihre Entscheidungskompetenz und können ihr Unternehmen fit machen für die Produktion von morgen. Fachlicher Ansprechpartner für den Kompaktkurs für die Industrierobotik ist Dipl.-Ing. Martin Naumann, Gruppenleiter am Fraunhofer-IPA (E-Mail: martin.naumann@ipa.fraunhofer.de).

Stuttgarter Produktionsakademie SPA

Die SPA ist eine Kooperation zwischen dem Fraunhofer IPA und der Universität Stuttgart und versteht sich als offene Weiterbildungsplattform rund um das Thema der industriellen Produktion. Entsprechend breit ist ihr Kursangebot, zu dem nachfolgend die nächsten Termine im Bereich der Robotik aufgeführt sind:

  • 23.07.2015: Bearbeiten mit Industrierobotern
  • 02.10.2015: Robotik in der Landwirtschaft
  • 21.10.2015: ROS – in der industriellen Anwendung
  • 29.10.2015: Innovationen für die Industrierobotik
  • 10.11.2015: Kompaktkurs Industrierobotik
  • 10.12.2015: Entscheidungskompetenz Robotersysteme
 

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