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Unterstützung für KMU Robotik sichert die Produktivität auch in Zeiten des Fachkräftemangels

| Autor / Redakteur: Dr. Christian Schäfer-Hock* / Vivien Deffner

Der zunehmende Fachkräftemangel wird besonders für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) zum Problem. Autonome Roboter können bei KMU die Produktivität sichern und so den Fachkräftemangel bei Auftragsspitzen bewältigen. Dabei kommt der „Robo Operator“ des Fraunhofer IWU zur Hilfe.

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Der »Robo Operator« kann KMU dabei unterstützen, auch in Zeiten des Fachkräftemangels die Produktion weiterzuführen und Auftragsspitzen zu bewältigen.
Der »Robo Operator« kann KMU dabei unterstützen, auch in Zeiten des Fachkräftemangels die Produktion weiterzuführen und Auftragsspitzen zu bewältigen.
(Bild: Fraunhofer IWU (IP))

Der Robo Operator ist das Ergebnis eines Entwicklungsprojektes des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Kooperation mit der Industrie-Partner GmbH aus Coswig in Sachsen. Es handelt sich dabei um einen mobilen Roboter, der mittels intelligenter Kamerasteuerung alle anfallenden Arbeiten an verschiedenen Werkzeugmaschinen selbstständig ausführen kann. Er stell somit eine Alternative für Zeiten dar, in denen gut ausgebildete Mitarbeitende fehlen.

Mobiler Roboter erhöht Flexibilität in der Produktion

Denn eine Vollautomatisierung der Produktionsanlagen ist für viele KMU wenig rentabel. Dadurch ginge die nötige Flexibilität verloren, mit der die Unternehmen auf neue Nachfragen reagieren können.

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„Eine Vollautomatisierung unter Beibehaltung der nötigen Flexibilität wäre aber unverhältnismäßig teuer“, sagt Dr.-Ing. Arvid Hellmich, Leiter der Abteilung für Technische Kybernetik am Fraunhofer IWU. „Die Lösung kann nur die Automatisierung mit einem flexiblen Zusatzsystem sein. Genau dafür haben wir nach einer Idee von IP den »Robo Operator« entwickelt. Sobald ein Personalmangel festgestellt wird, kann der »Robo Operator« geliefert werden. Er wird direkt vor die zu bedienende Werkzeugmaschine gestellt und arbeitet dann völlig autonom genau die Arbeitsschritte ab, die sonst von der Fachkraft ausgeführt werden, wie beispielsweise das fachgerechte Be- und Entladen der Maschine, die Steuerung des Spannsystems, Programmstart und -ende oder Bearbeitungen wie das Entgraten.“

Damit der »Robo Operator« das kann, haben die Robotik-Expertinnen und

-Experten am Fraunhofer IWU ihm einiges beibringen müssen: Er „erkennt“ seine Position vor der Werkzeugmaschine dank eines integrierten Kamerasystems. Das System ermöglicht es ihm zudem, die Signalsäulen zu interpretieren, die den Maschinenzustand standardmäßig anzeigen. Er kann mit verschiedenen Greifern arbeiten, aber auch für spezielle Bearbeitungsschritte ausgerüstet werden. Einmal angelernt, ist der »Robo Operator« in der Lage, die Maschine erneut zu bedienen, da die erlernten Fähigkeiten in einer Datenbank gespeichert werden. Eine Kopplung des Operators mit der Werkzeugmaschine über Hardware oder Steuerungstechnik ist dabei nicht erforderlich.

Kognitive Fähigkeiten für Roboter

Als eine der Kernkompetenzen des IWU gilt, Robotern die kognitiven Fähigkeiten zu geben, Informationen aus ihrer Umgebung zu verarbeiten, die richtigen Schlüsse aus ihnen zu ziehen und nötige Aktionen auszuführen. Daher war das Institut bei der Entwicklung für die Konzeption und Ausgestaltung der Steuerungssoftware für die Automatisierung und der Auswertung der Bildinformationen zuständig. „Dabei wurde ein fähigkeitsbasiertes Steuerungskonzept umgesetzt, durch welches Programmabläufe flexibel zusammengestellt werden können. Zudem wurden die Analysealgorithmen für die optischen Systeme so entwickelt, dass sie unter verschiedenen Beleuchtungsbedingungen funktionieren“, erklärt Dr. Hellmich.

Buchtipp

"Industrieroboter" ist ein Handbuch für KMU mit Tipps und Tricks zum Thema Robotereinsatz. Das Buch vermittelt die wichtigsten Grundlagen der Robotertechnik und erläutert Methoden, mit denen bewertet werden kann, ob sich ein Produkt oder Prozess durch Robotik automatisieren lässt.

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* Dr. Christian Schäfer-Hock arbeitet im Bereich Presse und Medien am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU.

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