Labor: Work-Life Robotics

Profil und Zielsetzung

Roboter hatten lange den Ruf einfach nur die menschliche Arbeit zu ersetzten. Heutzutage ist der Anspruch viel mehr, dass sie in vielen Anwendungsbereichen die menschliche Arbeit gezielt unterstützen sollen. Hierzu sind eine größere Anzahl an Sensoren im Robotiksystem einzusetzen um das Miteinander von Mensch und Roboter in einer sicheren Art und Weise zu ermöglichen. Aktuelle Beispiele in der Mensch-Roboter-Kollaboration sind bisher noch recht ineffizient, da die Roboter sich aus Sicherheitsgründen mit maximal 250 mm/s bewegen dürfen. Dies ist auf die Detektion von Menschen und Objekten zurückzuführen, die bisher nur bei Kontakt oder in einem geringen Abstand von wenigen Zentimetern detektiert werden.

In diesem Labor wird nach Möglichkeiten geforscht, Roboterkinematiken im industriellen Umfeld wirtschaftlich einzusetzen und neben den herkömmlichen Kinematiken auch MRK-Roboter für den praktischen Einsatz anwendbar zu gestalten. Hierzu stehen neben Simulationswerkzeugen sechs Roboterkinematiken (sowohl konventionell als auch kollaborativ) inklusive verschiedenster Greifsysteme in der praktischen Forschung zur Verfügung.

  • Mensch-Roboter-Kollaboration
  • Klassische Robotik
  • Automatisierungstechnik
  • Industrieanwendungen
  • Vernetzung von SPS, Roboter und Bildverarbeitungskameras
  • Intelligente Greifsysteme
  • Robotiksimulation
  • Sicherheit in der Mensch-Roboter-Kollaboration
  • Sicherheit in industriellen und medizinischen Funkverbindungen
  • Funktionale - und Maschinensicherheit
  • Drahtlostechnologien: LoRa, Bluetooth Low Energy

Industrie-Roboterkinematiken

  • HORST 6-Achs-Industrieroboter
  • HIWIN  RA605-710 6-Achs-Industrieroboter
  • KUKA Agilus 6-Achs-Industrieroboter

Kollaborative Robotik

  • KUKA LBR iiwa 7 R800 Kollaborativer Leichtbau Roboterarm
  • KINOVA Gen3 Kollaborativer Leichtbau Roboterarm
  • UNIVERSAL ROBOT UR5e Kollaborativer Leichtbau Roboterarm

SPS

  • WAGO SPSen
  • SIEMENS SPSen (Simatic S7-1500 und Siemens ET200SP)

Weitere Ausstattung

  • VR-Technologie (2 x HTC Vive)
  • Time of Flight Kameras
  • FESTO Pick and Place Anlage
  • SICK Sicherheitstechnik Laserscanner (LIDARS), FlexiSoft SPS, Geber
  • SensoPart Bildverarbeitungskameras VisorRobotics (2 x schwarz/weiß und 1 x farbig)
  • Fischertechnik Roboter
  • Ready to Pilot – Neue Teachmethoden für klassische KUKA-Kinematiken

Software

  • Visual Components 3D - Simulationssoftware Robotik
  • e!Cockpit - Programmierung und Simulation von Wago SPSen
  • SIEMENS TIA-Portal - Programmierung Siemens SPSen
  • SICK Sicherheitssoftware - Softwareprogrammierbare Sicherheitssteuerung
  • SICK Safety Designer - Konfiguration Laser Scanner
  • CAD-Systeme - Autodesk, Onshape und Catia V5
  • LTSpice - Entwicklung und Simulation von Schaltplänen
  • WEKA Software - Funktionale Sicherheit
  • RoboPro Fischertechnik
  • Matlab/Simulink

Fahrerloses Transportsystem Flitzmo

Im Rahmen der Kooperation zwischen zahlreichen Studentinnen und Studenten sowie Professorinnen und Professoren der Hochschule Offenburg und Unternehmen unterschiedlicher Branchen, wird ein innovatives autonomes Fertigungs- und Transportsystem entwickelt, welches für verschiedene Tätigkeiten im Unternehmen eingesetzt werden kann: Sowohl in der Produktion, als auch in der Lagerlogistik oder beim Picken und Verpacken ist der mobile selbstfahrende Roboter Flitzmo angedacht.

 

Barroboter Obarro

O’Barro ist ein Getränkeroboter der besonderen Art. Mithilfe eines Sechs-Arm-Industrieroboter können verschiedene Getränke wie Bier und Cocktails individuell innerhalb kürzester Zeit ausgeschenkt werden. Es werden zwar keine Flaschen durch die Luft geworfen, ansonsten ist der Zubereitungsprozess aber realitätsgetreu. Aufgrund der Verwendung verschiedenster Sensoren wie Kamerasysteme, Abstandssensoren, etc. wird zusätzlich eine hohe Prozesssicherheit, welches besonders bei Veranstaltungen mit vielen Gästen von enormer Bedeutung ist, erreicht. Denn wer will am Ende schon ohne Getränk dastehen. Mithilfe des Flitzmos wird es zukünftig möglich sein, sich die Getränke direkt an seinen Bestimmungsort liefern zu lassen.

 

Entwicklung einer intuitiven Augensteuerung mithilfe sensorischen Feedbacks zur Bedienung von Assistenzsystemen

Doktorandin: Anke Fischer

Kommunikation, Bewegung und Autonomie sind wichtige Merkmale welche Einflüsse auf die Lebensqualität haben. Durch Unfälle oder Erkrankungen wie Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), Multiple Sklerose (MS) und Querschnittslähmungen können diese Eigenschaften durch eine Ganzkörperlähmung stark eingeschnitten werden. Um den Betroffenen weiterhin ein weitgehend selbstständiges Leben zu ermöglichen, wird im Rahmen dieser Promotion ein System entwickelt, welches ermöglicht durch Eyetracking einen Greifarm, sowie einen elektrischen Rollstuhl zu steuern. Aufbauend auf bereits vorhandenen Bauteilen wird das System zusammengefügt und anhand der Anforderungen von Betroffenen optimiert.

Weiterführend soll der Einsatz von sensorischem Feedback untersucht werden. Vibrotaktile sowie visuelle Feedbackmethoden werden heutzutage unter anderem in elektrischen Prothesen sowie in Virtual Reality Applikationen eingesetzt, in denen sie das Gefühl des Greifens von Gegenständen für den Nutzer ermöglichen oder Aufgaben durch visuelle Marker einfacher gestalten. Diese Methoden sollen auf den Einsatz in diesem Projekt untersucht werden, um die Bedienung des umfangreichen Systems zu erleichtern.

 

Methoden für effizientere Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung in der Mensch-Roboter Kollaboration

Doktorand: Urban Himmelsbach

Die Mensch-Roboter Kollaboration (MRK) findet immer mehr Anwendungen im industriellen Bereich. Die Effizienz dieser Anwendungen liegt jedoch deutlich unter der von klassischen Roboteranwendungen. Durch den geschickten Einsatz von modernen Sensoren kann die Effizienz von MRK Anwendungen deutlich gesteigert werden. Dies erreichen wir einerseits durch eine Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung direkt vom Roboterarm sowie andererseits durch eine Unterscheidung zwischen menschlichen und nichtmenschlichen Objekten im Arbeitsbereich des Roboters.

DFG Großgerät: Fünf-Achs-Maschine zum 3D-Druck von elektrisch funktionsfähigen Bauteilen, inklusive Druck von Leiterbahnen und Pick&Place

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (März 2021 - September 2023): Entwicklung eines einfach zu programmierenden "low-cost" Entgratungsroboters mit automatischem Fehlerausgleich für große Trägerbauteile

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (Dezember 2020 - Mai 2023): Entwicklung eines sensitiven Greifbackensystems für Robotergreifsysteme mittels additiver Fertigung

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (Oktober 2020 - März 2023): Entwicklung eines autonomen, fahrerlosen, low-cost-Transportsystems – Entwicklung des kompletten Sensorsystems und der Sensormodultechnik

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (Januar 2020 - April 2022): Entwicklung einer 3D-Druckanlage zur automatisierten Herstellung eines aktiven Front-Panelsystems; Entwicklung der Drucktechnik, der Druckköpfe  sowie des automatisierten Werkzeugwechselsystems und der druckbaren Sensorkomponenten

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (November 2019 - Juni 2022): Sensorik basierte Zustandserfassung, Überwachung und Regelung technisch anspruchsvoller Spritzgussverfahren und hochfachiger Werkzeuge auf der Ebene der Kavität; Erforschung von digitaler, energieautarker Sensorik und Schnittstelle zur Anlage für ein verteiltes, energieautarkes System der aktiven Kavität in hochfachigen Spritzgusswerkzeugen

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (Mai 2018 - November 2020): Entwicklung eines kollaborativen Robotiksystems für die Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung an Industrierobotern; Entwicklung des kollaborativen Gesamtsystems, inkl. der Kamera- und Sensortechnik und des Unterscheidungssystems

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (Dezember 2017 - Dezember 2020): Entwicklung einer Wireless-Technologie für sicherheits-kritische Anwendungen — flexible Optimierbarkeit von Leistungsprofil und Energieeffizienz durch variable Sterntopologie und Echoknoten; Erforschung eines adaptiven Kommunikationsprotokolls und der Algorithmen für Scheduling und Datenaustausch

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (Dezember 2017 - November 2020): Entwicklung eines multifunktionalen, intelligenten und kundenspezifisch aufgebauten Mensch-Roboter-Kollaborations-3-Fingergreifsystems mit Hilfe von Additiv Manufacturing; Entwicklung des mechanischen Robotikgreifkonzepts sowie des Fingergreifsystems, der Fingerglieder, Oberflächen und der Andocktechnik, inkl. Endbindung der 3D-Multimaterialdrucktechnik

BMWI-ZIM Kooperationsprojekt (September 2016 - Juli 2020): Intelligenter Spritzguss -Entwicklung eines miniaturisierten Systems für Identifikation, Prozessdatenspeicherung und Überwachung von Spritzgießwerkzeugen

BMBF (April 2018 - Mai 2020): Intelligentes Elektroniksystem zur Prozesskontrolle in peripheren Maschinenkomponenten; Teilvorhaben: Energieautarke Stromversorgung / Energy Harvesting