Deutsche Meisterschaft im Robot System Integration 2022
Auch in diesem Jahr hat das IGMR mit großem Erfolg an der deutschen Meisterschaft (ehemals Olympiade) im Robot System Integration bei FANUC Deutschland teilgenommen!
Die Aufgabe in diesem Jahr war eine variable Bestückung von Kisten und eine Palettierung dieser. Zur Umsetzung gehören neben dem eigenständigen Aufbau der gesamten Zelle real und virtuell auch das digitale Zeichnen von Bauteilen, die Einstellung von Sicherheitsfunktionen, Fehlererkennung, Nutzerfreundlichkeit und Hinweisgebungen, sowie Sensor-, Aktor- und Kameraintegration.
Unter dem Teamnamen „IGMR“ traten Simon Strauch und Florian Menz an, als Team „RWTH“ waren Frederick van Kerkom und Sebastian Polzin dabei. Als Coach begleitete Sie die ehemalige Teilnehmerin, Sophie Charlotte Keunecke.
Die vier Studierenden haben sich in den vergangenen Monaten in ihrer Freizeit selbstständig mit der FANUC Education Cell im IGMR beschäftigt und die TP-Programmierung und Simulation in RoboGuide erlernt. Die Mühe hat sich gelohnt!
Team IGMR hat eine sehr beeindruckende reale und virtuelle Cell-Installation präsentiert und jegliche Menüoptionen zur Kundenfreundlichkeit und zur Fehlerhandhabung implementiert.
Team RWTH erreichte in beiden Zeitmessungen die schnellsten Rundenzeiten mit 57 Sekunden und glänzte mit einer überaus detaillierten Simulation und Dokumentation. Wir sind sehr stolz auf alle vier Teilnehmer auf ihre großartige Leistung!
Vielen Dank an FANUC Deutschland für die großartige Umsetzung und die außergewöhnliche Zusammenarbeit.
Die FANUC Education Cell ist ein fundamentaler Bestandteil der praktischen Lehre in der Robotik und bietet Studierenden die Möglichkeit, den Umgang mit Industrierobotern und die Verwendung von Frames (Koordinatensystemen) zu erproben und eigene Versuche und Messungen durchzuführen oder zu verifizieren.
Ansprechpartner: Sophie Charlotte Keunecke
Vorstellung des Projekts „ErgoFli“ auf dem KT-Kolloquium 2022
Das Ziel des ZIM-geförderten Projekts „ErgoFli“ ist es, eine intelligente, halbautomatisierte Fliesenlegehilfe zu entwickeln. Diese soll nicht ergonomische Haltungen von Fliesen legenden Personen durch ihre intuitive Benutzerschnittstelle, das automatisierte Handhaben von Fliesen und Fliesenkleber sowie eine intelligente Steuerung um bis zu 66% reduzieren. Der ErgoFli kann mit einem motorisierten Antrieb verfahren werden und nutzt eine lineare Verlegekinematik zum Verlegen von Fliesen ohne direkten Wandkontakt im Buttering-Floating-Verfahren. Es können Fliesen in den beiden Formaten 30×60 cm bzw. 60×60 cm im Kreuzverband verlegt werden. Der Roboter besitzt Speicher für Fliesen und Fliesenkleber, sodass er mindestens 30 Minuten ohne Nachfüllen verwendet werden kann und schafft eine Verlegeleistung von 12 m2 in der Stunde bei gleichzeitiger Gewährleistung der entsprechenden normgerechten Ebenheitstoleranzen.
Mithilfe eines digitalen Zwillings konnte bereits ein früher Prototyp in verschiedenen Szenarien getestet werden. Während die Konstruktion des Prototyps in gängiger CAD-Software erfolgt, wird das jeweils aktuelle Modell parallel in die Simulationsumgebung Gazebo eingebunden. Dies ermöglicht das kontinuierliche Integrieren und Testen von Softwarepaketen der Steuerung in anwendungsnahen Szenarien. Über eine Closed-Loop Simulation können beispielsweise reale Testdaten an den digitalen Zwilling übertragen werden. So werden die drei Laser-Profilsensoren des Fliesengreifers sowieso Sauggreifer auf einem prototypischen Greifer befestigt und an einem UR10 Roboterarm montiert. Die Messwerte der Sensoren können dann trotz unterschiedlicher Kinematiken auf den digitalen Zwilling in der Simulation übertragen werden. Auf diese Weise kann die Positionsregelung des Greifers über die Vermessung der Fugenbreiten bereits frühzeitig im Gesamtsystem integriert werden.
Ansprechpartner:
Jan Wiartalla
Marius Gürtler
Automatische Formerkennung über Laserscanner und Trajektorienplanung für die Beschichtung
Im Rahmen dieses Projekts werden die Formen erkannt und ihre Kanten durch einen Laserscanner realisiert, der am Endeffektor des Roboters montiert ist. Die gesammelten Daten werden synchronisiert und gefiltert, und es wird eine geeignete Trajektorie für die Beschichtung der Innenfläche der Formulare erstellt. Mehrere Variablen, wie z.B. die Geschwindigkeit der Düse, Abstände und Lücken, die Größe der Düse und der Outlier für eine homogene Beschichtung können während der Trajektorienplanung ausgewählt werden.
Motivation
Das Projekt wurde mit der Motivation gestartet, die Flexibilität beim Scannen und Beschichten verschiedener Formen zu erhöhen.
Vorgehen
Im Rahmen dieses Projekts ist die Synchronisation zwischen drei Systemen erforderlich
Die Sensorsoftware, die für die Erfassung der Daten verantwortlich ist (synchronisiert mit der Bewegung des Roboters).
Das Programm, das für die Nachbearbeitung der Daten und die Berechnung der Trajektorien für den Roboter zuständig ist.
Das Steuersystem des Roboters, das die Informationen über die Flugbahn erhält und sie sofort ausführt.
Partner
International Partners in Glass Research (IPGR) e.V.
Ansprechpartner: Markus Schmitz
Sieh dir das Video auf unserem Youtube Kanal an: Hier.
Musik: Corbyn Kites – Blurry Vision
Programmierkurse mit der FANUC Education Cell und RoboGuide
Einer der wesentlichen Faktoren bei der Arbeit mit Robotern am IGMR ist nicht nur die theoretische Betrachtung, Berechnung und Optimierung der Bewegung oder Mechanik, sondern insbesondere auch die praktische Arbeit und der Umgang mit den Systemen sowie auch die verschiedenen Programmierungen. Eines der Kernstücke dieser praktischen Lehre ist die FANUC Education Cell, welche auch in der Vorlesung Robotic Systems und den Robotik-Kursen der International Academy ein fundamentaler Bestandteil ist. Neben den Vorlesungen bietet das IGMR vertreten durch Carlo Weidemann, Gewinner der FANUC Olympiad 2020, auch interne Anwenderkurse für Mitarbeiter an und bietet diesen die Möglichkeit, selbstständig an der Zelle arbeiten zu können.
Sie studieren an der RWTH und haben Interesse, mit Robotern wie dem FANUC LR Mate 200iD 4S zu arbeiten oder Projekte umzusetzen? Vielleicht haben Sie auch eine konkrete Idee für eine Abschlussarbeit mit dem Roboter? Dann melden Sie sich gerne bei uns. Wir freuen uns!
Ansprechpartner:
Carlo Weidemann
Sophie Charlotte Keunecke
AKPro-Studierende präsentiert eindrucksvolle Projektergebnisse bei der Trapo AG
Im vergangenen Jahr wurden die Projekte der Veranstaltung „Angewandte Konstruktion und Produktentwicklung I /II“ von der Trapo AG gestellt und begleitet. Nun haben die Studierenden die Möglichkeit bekommen, die Trapo AG in Gescher zu besuchen und die Ergebnisse der Geschäftsleitung vorzustellen.Im Anschluss an die Präsentationen durften die Studierenden die verschiedenen Aufgabenbereiche der Trapo AG besichtigen und einen Blick auf die Fertigung und die Finalisierung werfen. Gratulation an alle AKPro Teilnehmer für den ausgesprochen erfolgreichen Abschluss ihrer Projekte! Vielen Dank an die Trapo AG für die Unterstützungen der Projekte und die Möglichkeit der Besichtigung.
Ansprechpartner:
Erste Bewegung des PARAGRIPs mit neuer Steuerung
Um für seine zukünftigen Aufgaben in der Multidirektionalen Additiven Fertigung (MDAM) mittels Lichtbogenschweißen (WAAM) optimal gewappnet zu sein, wurde die Steuerungsarchitektur des PARAGRIPs grundlegend überarbeitet. Ab sofort können Bewegungen aller vier Arme unter ROS2 mit MoveIt geplant, simuliert und am echten Roboter ausgeführt werden. Dabei werden die Gelenkstellungen des physischen Roboters stets an ROS2 zurückgespielt, wodurch eine Integration von online-Planungsalgorithmen in der Zukunft ermöglicht wird. Das Video zeigt die Planung und Ausführung einer einfachen Testbewegung des PARAGRIPs.
Weitere Informationen zu dem Projekt findet ihr hier.
Ansprechpartner: Jan Wiartalla
IGMR Konsens im Sensor-Roboter-Netzwerk
Agile, frei vernetzte Montagesysteme zeichnen sich durch die sensorgestützte Kooperation mehrerer mobiler und stationärer Roboter aus. Die dynamische Rekonfiguration von Produktionslinien erfordert jedoch spezielle Steuerungsstrategien für Robotermanipulatoren. Es sollen schnelle und zuverlässige Bewegungsplanungs- und Steuerungsverfahren entwickelt werden, die auf Änderungen der Umgebung und der Sollwerte adäquat reagieren und ausführbare Bewegungen erzeugen. Diese Montagesysteme können dann in der Struktur eines Metamodells abgebildet werden, das zur Erstellung digitaler Schatten der Fabriken der Zukunft führt.
Kontakperson: Daniel Gossen
Das Video auf unserem Yotube Kanal: hier.
Ein mehrschichtiger Task-Sequencing-Ansatz
Cobots sind bei Fertigungsunternehmen im Gegensatz zu vollautomatischen Produktionslinien sehr gefragt, da sie den zusätzlichen Vorteil eines flexiblen Betriebs bieten. Eine große Herausforderung bei den derzeitigen kollaborativen Systemen sind die langwierigen Setup-Zeiten für eine effiziente und robuste Mensch-Roboter Kollaboration sowie die schlechte Unterstützung für zufällige Unterbrechungen.
Dieses Projekt zielt darauf ab, autonome kollaborative Prozessschritte für serielle Manipulatoren zu ermöglichen, bei denen Unterbrechungen durch menschliches Eingreifen auftreten können. Zu diesem Ziel werden zwei Hauptaspekte behandelt, die die Ausführung von Aufgaben beeinflussen, nämlich die Ausführungszeit und die Kollaboration:
1. Eine Methode zur Minimierung der zurückgelegten Gesamtstrecke wird entwickelt, in der die für die jeweilige Aufgabe optimale Sequenz von Prozessschritten unter Beibehaltung der Online-Betriebsfähigkeiten eingehalten wird.
2. Ein Echtzeit-Algorithmus wird entwickelt und implementiert, der die Mersch-Roboter Kollaboration in Umgebungen mit zufälligen Unterbrechungen ermöglicht. Das Ziel ist den Betrieb auch dann aufrechtzuerhalten und die Sicherheit der menschlichen Mitarbeiter zu gewährleisten, wenn Bereiche des Arbeitsraums verdeckt sind.
Ein Beispiel für den Einsatz auf einer Prototyp-Plattform, bestehend aus einem kollaborativen UR10e-Arm, einer Stereokamera zur statischen Umgebungserfassung und einem Laserscanner zur Erfassung von dynamischen Hindernissen, wird im Video gezeigt.
Ansprechpartner: Daniel Gossen
Musik: madiRFAN – Both of Us (https://pixabay.com/music/beats-madirfan-both-of-us-14037/)
Das Video auf unserem Kanal: hier.
IGOR Tper: der Roboter mit nicht-sphärischem Handgelenk
Die nächste Generation unseres Roboters ist entworfen. Der neue Roboter heißt IGOR Tper. Dieser Roboter hat ein nicht sphärisches Handgelenk, wodurch die Bewegungsplanung für den Roboter anspruchsvoll wird.
Ansprechpartner:
Markus Schmitz
Das IGMR besucht die Automatica in München
Auch das IGMR hat nach langer, unfreiwilliger Pause erstmals wieder die Automatica in München vor Ort besuchen können. Gemeinsam haben Jan Wiartalla, Amir Shahidi und Sophie Charlotte Keunecke diverse Innovationen und Präsentationen erkundet und viele interessante Gespräche geführt. Zudem stellten einige Abschlussarbeiter der RWTH und des IGMRs ihre ausgesprochen interessanten Projekte auf der Automatica vor und boten einen exklusiven Blick noch über die ausgestellten Möglichkeiten hinaus.
Am letzten Messetag, dem 24.06.2022, hat Sophie Charlotte Keunecke das IGMR bei einer Diskussionsrunde zum Thema „Automation und Robotik: Was treibt die neue Generation?“ auf dem Automatica Forum vertreten. Den geasmten Beitrag findet ihr hier auf dem Youtube-Kanal von der Automatica.
Ansprechpartner:
