Startseite » Technik »

Das Fraunhofer HHI und Volkswagen testen reibungslose Mensch-Roboter-Kollaboration

Forschung am HHI
Fraunhofer HHI und VW testen reibungslose Mensch-Roboter-Kollaboration

Vom Benutzer erkannte Fehler können als 3D-Positionen direkt auf dem Bauteil mittels Finger- und Schweißnaht-Tracking dokumentiert werden. Fraunhofer HHI
Vom Benutzer erkannte Fehler können als 3D-Positionen direkt auf dem Bauteil mittels Finger- und Schweißnaht-Tracking dokumentiert werden.
Bild: Fraunhofer HHI
Anzeige

Roboter kommen in immer mehr Bereichen zum Einsatz. Meist werden sie dazu eingesetzt, Menschen zu unterstützen, etwa bei belastenden Aufgaben. Doch wie integriert sich ein Roboter in die Arbeitsumgebung – und wie wird er dabei bedient? Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) zeigt die Vorteile produktiver Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) bei der Überprüfung von Schweißnähten in der Autoindustrie beim Projektpartner VW.

Fehlerfreie Schweißnähte sind im Automobilbau von oberster Priorität. In Zukunft sollen Mensch und Roboter deren Überprüfung übernehmen. Dabei können beide Seiten ihre Vorteile ausspielen: Der Roboter bewegt durch Gesten-Steuerung und Sprachbefehle die Bauteile, der Mensch kann Fehlstellen leicht markieren und protokollieren.

Die Sichtprüfung von Schweißnähten in der Automobilproduktion zeigt, dass MRK funktioniert. In den nächsten Jahren soll sie die Prüfung bei Volkswagen unterstützen.

Vom händischen Prüfprozess zum Industriestandard 4.0

Der Prüfungsprozess läuft seit Jahrzehnten gleich ab. Jedes Bauteil muss händisch in einen Dreh-Positionierer eingespannt werden, damit es von allen Seiten begutachtet werden kann. Oft muss der Mitarbeiter dabei ergonomisch ungünstige Haltungen einnehmen. Zudem ist für diesen aufwändigen Prozess nur eine kurze Zeit vorgesehen, worunter die Begutachtungs-Qualität leidet.

Ein weiteres Problem: Die nicht standardisierte Vorgehensweise erschwert es den Mitarbeitern, aus den Beobachtungen systematische Fehlstellen zu erkennen. Außerdem werden entdeckte Fehler meist nicht protokolliert oder müssen aufwendig in einen Computer eingetragen werden.

Steuerung mit Handgesten auf dem augmentierten Bedieninterface vom Fraunhofer HHI
Das auf das Bauteil und den Arbeitstisch augmentierte Handgesten-Bedieninterface unterstützt bei der Roboter- und Prozesssteuerung. Bild: Fraunhofer HHI

Doch in Zukunft soll alles interaktiver ablaufen. Roboter werden am Sichtprüfplatz die Prüfteile in einer ergonomischen Position halten und bewegen können. Der Roboter besteht aus mindestens sechs Achsen und kann so das Bauteil in alle Richtungen drehen, kippen und verschieben.

Der Mitarbeiter steuert den Roboter mittels Gesten und gibt an, welche Position von Roboter angefahren werden soll. Dadurch kann sich der Prüfer auf die Fehlersuche konzentrieren – und übersieht dadurch weniger Fehlstellen.

Roboter können individuell gesteuert werden

Die vom Fraunhofer HHI entwickelte Middleware koordiniert verschiedene Sensoren, um die Arbeitssituation zu erfassen. Der Greifarm des Roboters kann so individuell auf die Position und die Körper-Gesten des Mitarbeiters reagieren. Dadurch wird zusätzlich die Sicherheit des Menschen gewährleistet.

Der Roboter präsentiert das zu prüfende Werkstück in einer ergonomischen Position. Fraunhofer HHI
Der Roboter präsentiert das zu prüfende Werkstück in einer ergonomischen Position. Bild: Fraunhofer HHI

„Bei der Steuerung des Roboters sind auch individualisierte Eingaben möglich“, berichtet Paul Chojecki, Projektleiter beim Fraunhofer HHI. „Unser neu entwickeltes Perceptual Interface kann personalisierte Gesten und eigene Sprachkommandos erfassen.“ Dadurch könne das System schnell angepasst und der Arbeitsplatz individuell gestaltet werden.

Über Gesten werden auch die Fehler am Bauteil virtuell markiert und mithilfe von Projektoren visualisiert. So werden Qualitäts-Probleme zusätzlich dreidimensional dokumentiert.

Im bisherigen Verfahren findet eine systematische Fehlerdokumentation nicht statt. Mit dem neuen Verfahren können Fehlstellen direkt im Prüfprozess eingegeben und statistisch ausgewertet werden. Systematische Fehlerquellen werden so deutlich schneller sichtbar – das hilft, diese bereits beim Schweißvorgang zu vermieden.

Auf alle Mensch-Roboter-Arbeitsplätze erweiterbar

Die optimierte Middleware kann für weitere MRK-Anwendungen den Durchbruch bedeuten, vermutet das Fraunhofer HHI. Ein weiteres Einsatzfeld könnten etwa Fräsmaschinen sein, aber auch interaktive Assistenzroboter in nicht-industriellen Anwendungen sind denkbar, etwa im Gesundheitswesen oder dem Dienstleistungsbereich. (wag)


Kontakt zum Fraunhofer Institut

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Hansastraße 27 c
80686 München
Tel.: +49 89 1205 0
E-Mail: info@zv.fraunhofer.de
Website: www.fraunhofer.de

Ebenfalls interessant:

Fraunhofer IWU macht Brennstoffzellen fit für die Großserie

[gravityform id="66" title="false" description="false" ajax="true"]
<div class='gf_browser_chrome gform_wrapper gpoll_enabled_wrapper gpoll_block_repeat_voters_wrapper gpoll_wrapper' id='gform_wrapper_66' style='display:none'><div id='gf_66' class='gform_anchor' tabindex='-1'></div><form method='post' enctype='multipart/form-data' target='gform_ajax_frame_66' id='gform_66' class='gpoll_enabled gpoll_block_repeat_voters gpoll' action='/technik/fraunhofer-hhi-vw-reibungslose-mensch-roboter-kollaboration/#gf_66'> <div class='gform_body'><ul id='gform_fields_66' class='gform_fields top_label form_sublabel_below description_below'><li id='field_66_2' class='gfield gfield_html gfield_html_formatted gfield_no_follows_desc field_sublabel_below field_description_below gfield_visibility_visible' ><h3>Welche Themen interessieren Sie auf industrie.de?</h3></li><li id='field_66_8' class='gfield field_sublabel_below field_description_below gfield_visibility_visible gpoll_field' ><label class='gfield_label' ></label><div class='ginput_container ginput_container_checkbox'><ul class='gfield_checkbox' id='input_66_8'><li class='gchoice_66_8_1'> <input name='input_8.1' type='checkbox' value='gpoll8cce079a2' id='choice_66_8_1' /> <label for='choice_66_8_1' id='label_66_8_1'>Industrie 4.0</label> </li><li class='gchoice_66_8_2'> <input name='input_8.2' type='checkbox' value='gpoll8df661a46' id='choice_66_8_2' /> <label for='choice_66_8_2' id='label_66_8_2'>Elektromobilität</label> </li><li class='gchoice_66_8_3'> <input name='input_8.3' type='checkbox' value='gpoll807ea7987' id='choice_66_8_3' /> <label for='choice_66_8_3' id='label_66_8_3'>Mobilfunkstandard 5G</label> </li><li class='gchoice_66_8_4'> <input name='input_8.4' type='checkbox' value='gpoll8871cf722' id='choice_66_8_4' /> <label for='choice_66_8_4' id='label_66_8_4'>Blockchain</label> </li><li class='gchoice_66_8_5'> <input name='input_8.5' type='checkbox' value='gpoll8c500e376' id='choice_66_8_5' /> <label for='choice_66_8_5' id='label_66_8_5'>IT-Sicherheit</label> </li><li class='gchoice_66_8_6'> <input name='input_8.6' type='checkbox' value='gpoll8547c20e2' id='choice_66_8_6' /> <label for='choice_66_8_6' id='label_66_8_6'>Ein anderes Thema, nämlich...</label> </li></ul></div></li><li id='field_66_6' class='gfield gfield_contains_required field_sublabel_below field_description_below hidden_label gfield_visibility_visible' ><label class='gfield_label' for='input_66_6' >anderes Thema<span class='gfield_required'>*</span></label><div class='ginput_container ginput_container_text'><input name='input_6' id='input_66_6' type='text' value='' class='medium' aria-required="true" aria-invalid="false" /></div></li><li id='field_66_7' class='gfield gfield_html gfield_html_formatted gfield_no_follows_desc field_sublabel_below field_description_below gfield_visibility_visible' ><br></li> </ul></div> <div class='gform_footer top_label'> <input type='submit' id='gform_submit_button_66' class='gform_button button' value='Absenden' onclick='if(window["gf_submitting_66"]){return false;} window["gf_submitting_66"]=true; ' onkeypress='if( event.keyCode == 13 ){ if(window["gf_submitting_66"]){return false;} window["gf_submitting_66"]=true; jQuery("#gform_66").trigger("submit",[true]); }' /> <input type='hidden' name='gform_ajax' value='form_id=66&amp;title=&amp;description=&amp;tabindex=0' /> <input type='hidden' class='gform_hidden' name='is_submit_66' value='1' /> <input type='hidden' class='gform_hidden' name='gform_submit' value='66' /> <input type='hidden' class='gform_hidden' name='gform_unique_id' value='' /> <input type='hidden' class='gform_hidden' name='state_66' value='WyJbXSIsIjQwMWY0MGZiN2I5MzdkZjQxYmQ1NTZmMzE5YzllZmRmIl0=' /> <input type='hidden' class='gform_hidden' name='gform_target_page_number_66' id='gform_target_page_number_66' value='0' /> <input type='hidden' class='gform_hidden' name='gform_source_page_number_66' id='gform_source_page_number_66' value='1' /> <input type='hidden' name='gform_field_values' value='' /> </div> </form> </div> <iframe style='display:none;width:0px;height:0px;' src='about:blank' name='gform_ajax_frame_66' id='gform_ajax_frame_66'>Dieser iframe enthält die erforderliche Logik um Gravity Forms Formulare mit AJAX zu handhaben.</iframe> <script type='text/javascript'>jQuery(document).ready(function($){gformInitSpinner( 66, 'https://industrie.de/wp-content/plugins/gravityforms/images/spinner.gif' );jQuery('#gform_ajax_frame_66').on('load',function(){var contents = jQuery(this).contents().find('*').html();var is_postback = contents.indexOf('GF_AJAX_POSTBACK') >= 0;if(!is_postback){return;}var form_content = jQuery(this).contents().find('#gform_wrapper_66');var is_confirmation = jQuery(this).contents().find('#gform_confirmation_wrapper_66').length > 0;var is_redirect = contents.indexOf('gformRedirect(){') >= 0;var is_form = form_content.length > 0 && ! is_redirect && ! is_confirmation;var mt = parseInt(jQuery('html').css('margin-top'), 10) + parseInt(jQuery('body').css('margin-top'), 10) + 100;if(is_form){jQuery('#gform_wrapper_66').html(form_content.html());if(form_content.hasClass('gform_validation_error')){jQuery('#gform_wrapper_66').addClass('gform_validation_error');} else {jQuery('#gform_wrapper_66').removeClass('gform_validation_error');}setTimeout( function() { /* delay the scroll by 50 milliseconds to fix a bug in chrome */ jQuery(document).scrollTop(jQuery('#gform_wrapper_66').offset().top - mt); }, 50 );if(window['gformInitDatepicker']) {gformInitDatepicker();}if(window['gformInitPriceFields']) {gformInitPriceFields();}var current_page = jQuery('#gform_source_page_number_66').val();gformInitSpinner( 66, 'https://industrie.de/wp-content/plugins/gravityforms/images/spinner.gif' );jQuery(document).trigger('gform_page_loaded', [66, current_page]);window['gf_submitting_66'] = false;}else if(!is_redirect){var confirmation_content = jQuery(this).contents().find('.GF_AJAX_POSTBACK').html();if(!confirmation_content){confirmation_content = contents;}setTimeout(function(){jQuery('#gform_wrapper_66').replaceWith(confirmation_content);jQuery(document).scrollTop(jQuery('#gf_66').offset().top - mt);jQuery(document).trigger('gform_confirmation_loaded', [66]);window['gf_submitting_66'] = false;}, 50);}else{jQuery('#gform_66').append(contents);if(window['gformRedirect']) {gformRedirect();}}jQuery(document).trigger('gform_post_render', [66, current_page]);} );} );</script><script type='text/javascript'> jQuery(document).bind('gform_post_render', function(event, formId, currentPage){if(formId == 66) {gf_global["number_formats"][66] = {"2":{"price":false,"value":false},"8":{"price":false,"value":false},"6":{"price":false,"value":false},"7":{"price":false,"value":false}};if(window['jQuery']){if(!window['gf_form_conditional_logic'])window['gf_form_conditional_logic'] = new Array();window['gf_form_conditional_logic'][66] = { logic: { 6: {"field":{"actionType":"show","logicType":"all","rules":[{"fieldId":"8","operator":"is","value":"gpoll8547c20e2"}]},"nextButton":null,"section":null} }, dependents: { 6: [6] }, animation: 0, defaults: [], fields: {"2":[],"8":[6],"6":[],"7":[]} }; if(!window['gf_number_format'])window['gf_number_format'] = 'decimal_comma';jQuery(document).ready(function(){gf_apply_rules(66, [6], true);jQuery('#gform_wrapper_66').show();jQuery(document).trigger('gform_post_conditional_logic', [66, null, true]);} );} (function(){ if (typeof window.gf_color_picker_ignore_global_css_66 === "undefined") window.gf_color_picker_ignore_global_css_66 = 0; })();(function(){ if (typeof window.gf_image_choices_ignore_global_css_66 === "undefined") window.gf_image_choices_ignore_global_css_66 = 0; })();(function(){ if (typeof window.gf_image_choices_custom_css_global === "undefined") window.gf_image_choices_custom_css_global = ".image-choices-field{max-width:100%;margin-right:-3%}.image-choices-field .image-choices-choice,.gform_wrapper .gfield.image-choices-field li.image-choices-choice{display:inline-block;position:relative;padding:13px!important;overflow:visible;margin-bottom:80px!important;border-color:#d8e3ec;transition:all .3s;border-radius:3px;width:30%;margin-right:3%!important}.image-choices-field .image-choices-choice,.image-choices-field .image-choices-choice.image-choices-choice-hover{background-color:#f6fbfd}.image-choices-field .image-choices-choice:after{content:\"\\2714\"!important;width:40px;height:40px;overflow:hidden;border-radius:50%;pointer-events:none;opacity:0;transition:all .3s;text-align:center;line-height:40px;color:#fff;display:block;position:absolute;left:50%;top:60%;margin:-20px 0 0 -20px;background-color:#00a7f7}.image-choices-field .image-choices-choice.image-choices-choice-other:after{top:70%}.image-choices-field .gfield_label{font-size:1.6em;margin-bottom:1.6em;display:block}.image-choices-field .image-choices-choice label,.gform_wrapper .gfield.image-choices-field li.image-choices-choice label{padding:0!important;display:block}.image-choices-field .image-choices-choice.image-choices-choice-focus label{border-color:#00a7f7}.image-choices-field .gfield_radio .image-choices-choice.image-choices-choice-focus.image-choices-choice-selected label{border-color:transparent}.image-choices-field .image-choices-choice-image-wrap{background-size:cover;width:100%;height:auto;padding-bottom:100%}.image-choices-field.image-choices-show-labels .image-choices-choice-text{padding:7px 13px;margin:0;position:absolute;width:100%;left:50%;transform:translateX(-50%);border-radius:20px;bottom:-50px;transition:all .3s}.image-choices-field.image-choices-show-labels .image-choices-choice-text,.image-choices-field.image-choices-show-labels .image-choices-choice-price{font-size:inherit}.image-choices-field .image-choices-choice.image-choices-choice-selected,.image-choices-field .image-choices-choice.image-choices-choice-selected.image-choices-choice-hover{box-shadow:0 0 30px 0 rgba(0,0,0,.2);border-color:#00a7f7;background-color:#fff}.image-choices-field .image-choices-choice.image-choices-choice-selected:after{color:#fff;opacity:1;top:50%}.image-choices-field .image-choices-choice.image-choices-choice-other.image-choices-choice-selected:after{top:60%}.image-choices-field .image-choices-choice.image-choices-choice-selected .image-choices-choice-text{background-color:#00a7f7;color:#fff}@media only screen and (max-width:736px){.image-choices-field .image-choices-choice,.gform_wrapper .gfield.image-choices-field li.image-choices-choice{width:48%;margin-right:2%!important}}@media only screen and (max-width:480px){.image-choices-field .image-choices-choice,.gform_wrapper .gfield.image-choices-field li.image-choices-choice{width:98%;margin-right:2%!important}}"; })();} } );jQuery(document).bind('gform_post_conditional_logic', function(event, formId, fields, isInit){} );</script><script type='text/javascript'> jQuery(document).ready(function(){jQuery(document).trigger('gform_post_render', [66, 1]) } ); </script>

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de