Mitarbeiter am Monitor bei der intuitiven Bedienung eines Roboters

Lukas Walter, Robonet 4.0-Projektmitarbeiter am Bildungszentrum Schweinfurt der Handwerkskammer für Unterfranken, bei der intuitiven Bedienung eines Roboters mit Augmented Reality(AR)-Brille beziehungsweise bei der Konfiguration der Aufgaben für den Roboter. - Bild: Goran Gajanin / Das Kraftbild

Eine möglichst einfache und intuitive Programmierung für Roboter im Handwerk wurde im Rahmen des Forschungsprojektes 'Robonet 4.0' entwickelt: So kann ein mobiler Baustellenroboter wahlweise mit einem CAD-Programm oder einer Augmented Reality(AR)-Brille bedient und gesteuert werden. Der Clou dabei: Es braucht keine aufwändigen Programmierkenntnisse.

'Robonet 4.0', das am Bildungszentrum Schweinfurt der Handwerkskammer für Unterfranken umgesetzt wurde, ist ein Teilprojekt von 'Handwerk Digital'. So hieß das bundesweite Forschungsprojekt, das die Digitalisierung speziell für das Handwerk untersuchte und neue Anwendungswege für kleinere und mittlere Handwerksunternehmen aufzeigte.

Erfolgreiche Praxistest mit der intuitiven Steuerung

2017 wurden Förderbescheide des Freistaats Bayern an die Projektpartner Handwerkskammer Schwaben, das Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik (IGCV) sowie die Handwerkskammer für Unterfranken übergeben. „Gemeinsam mit den Partnern wurde die intuitive Steuerung für einen mobilen Baustellenroboter entwickelt und ersten erfolgreichen Praxistests unterzogen“, fasst die Handwerkskammer für Unterfranken das Ergebnis des auf drei Jahre angelegten Forschungsvorhabens zusammen.

Roboter gleicht Fachkräftemangel aus

Vorausgegangen war eine Bedarfsermittlung bei Betrieben im Metallhandwerk. Der Grundgedanke lautete, dass Roboter (zumindest teilweise) den Mangel an Fachkräften ausgleichen und bei körperlich anstrengenden, ungesunden oder monotonen Tätigkeiten zum Einsatz kommen können. Für 'Robonet 4.0' wurde das Überkopf-Bohren in Betondecken gewählt, weil dieser Anwendungsfall auf viele Berufsfelder im Handwerk anwendbar und auf andere Arbeiten übertragbar ist.

Darauf aufbauend erstellten die Projektpartner einen Anforderungskatalog für einen mobilen Bohrroboter: einem auf einer Plattform mit Kettenantrieb montierten Cobot. Eine der Hauptaufgaben bestand anschließend darin die Kommunikation der einzelnen benötigten Komponenten zu testen sowie in der Praxis schrittweise die Verarbeitung der Informationen zu programmieren und zusammenzufügen.

Zwei Mitarbeiter überprüfen Bohrergebnisse des Roboters an einer Wand
Überprüfung der Bohrergebnisse des Roboters im Projekteinsatz. - Bild: Handwerkskammer für Unterfranken

Roboter mit fahrbarem Unterbau einfach zu nutzen

„Am Beispiel des Bohrens mit einer Schlagbohrmaschine auf Baustellen in Wand- und Deckenbereichen bis zu 3,5 Meter Höhe wurde gezeigt, dass es möglich ist, einen Roboter mit geeignetem fahrbarem Unterbau so vorzubereiten, dass Handwerker diesen ohne Programmierkenntnisse, gesteuert mit einem CAD-Programm oder einer Augmented Reality (AR)-Brille nutzen können“, betont man bei der Handwerkskammer für Unterfranken.

Ein Ausgangspunkt für das vereinfachte Programmieren der Robotereinheit liegt in der Verarbeitung von Daten, die vorab vom Herstellungsbetrieb über ein CAD-System zur Verfügung gestellt werden. Mit CAD-Programmen erstellen Hersteller Konstruktionen maßstabsgerecht mit allen Bauteilen und Anbindungen, die erforderlich sind, um bestimmte Teile herzustellen und auf der Baustelle zu integrieren.

Eine AR-Brille ermöglicht die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung, so dass digitale Planungsdaten mit vorhandenen realen Geometrien abgeglichen werden können.

Mobile Robotereinheit fährt autonom Bohrpunkte an

Das mobile Bohr-Robotersystem vermisst mit einem Laser anhand dreier Messpunkte den Raum. An diesen drei Punkten referenziert sich der Roboter beim Verfahren. Die Brille wiederum referenziert sich anschließend an den Messdaten des Roboters.

Danach wird die durch die AR-Brille sichtbar gemachte virtuelle Ansicht des Raums mit der realen Ansicht des Raums abgeglichen. Durch das Erblicken und Ausrichten des integrierten Fixierungspunktes der AR-Brille wird die gewünschte Position der Bohrung im Raum ermittelt und durch eine Gestik des Handwerkers gespeichert. Die Reihenfolge der Speicherpunkte ergeben automatisch das Ablaufprogramm des Systems.

Die mobile Robotereinheit fährt anschließend autonom die Bohrpunkte an und führt die Bohrungen in der vorgegebenen Reihenfolge durch. Während sich der Roboter bewegt und sein Programm umsetzt, muss er die drei Messpunkte in der wirklichen Umgebung kontinuierlich nachverfolgen und vermessen, um den fehlerfreien Programmablauf im dreidimensionalen Raum zu gewährleisten, heißt es weiter aus Schweinfurt.

Vorurteile gegenüber Robotern abbauen

Der im Projekt 'Robonet 4.0' entstandene Prototyp wurde im Rahmen verschiedener Digitaltage und Unternehmenspräsentationen vorgestellt. Nach Ansicht der Handwerkskammer für Unterfranken konnten dadurch „Vorurteile abgebaut und Unternehmen für die Möglichkeiten der Digitalisierung sensibilisiert werden“.

Die ursprünglich für den März 2020 angedachte Abschlusspräsentation des Vorhabens, konnte aufgrund der Corona-Krise und der abgesagten Internationalen Handwerksmesse (IHM) 2020 in München leider nicht erfolgen. Auch nach Abschluss des Projektes stellt die Handwerkskammer für Unterfranken interessierten Betrieben gerne die Möglichkeiten des Einsatzes von Robotertechnik vor.

Weitere Infos unter:

https://handwerk-digital.org/robonet

www.bildungszentrum-schweinfurt.de

Informiert bleiben zum Thema Robotik!

Erhalten Sie jede Woche unsere Updates rund um das Thema Robotik im Handwerk und im Mittelstand. Sichern Sie sich noch heute ihren Vorsprung in Sachen Automatisierung!

Newsletter hier kostenfrei bestellen.

Kostenlose Registrierung

Newsletter
Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.

Ich habe die AGB, die Hinweise zum Widerrufsrecht und zum Datenschutz gelesen und akzeptiere diese.

*) Pflichtfeld

Sie sind bereits registriert?