Algemeen
Fraunhofer IFF robot lopende band
Dankzij nieuwe technologieën kunnen mobiele robots taken uitvoeren aan de lopende band, en zelf meelopen (foto's: Fraunhofer IFF)

Robotica-experts van het Fraunhofer IFF hebben samen met partners uit de industrie en de wetenschap een nieuwe technologie ontwikkeld waarmee intelligente mobiele assistent-robots assemblagetaken kunnen uitvoeren, zelfs op bewegende objecten zoals bij lopende band productie. Draadloze, in een netwerk opgenomen, gedistribueerde besturingssystemen zijn de laatste nieuwe ontwikkeling op dit gebied. Is dit het einde van de assemblagemedewerker aan de lopende band?

Dankzij nieuwe software-architecturen in combinatie met krachtige draadloze technologie hoeven de robots niet langer de daarvoor vereiste rekencapaciteiten – lees zware computers – mee te nemen. Ze bereiken hiermee een tot dusver ongeëvenaarde verwerkingssnelheid. Deze stap opent nieuwe mogelijkheden voor het gebruik van intelligente mobiele robots en flexibele automatiseringssystemen in tal van industrieën.

De flexibele fabriek

Het wijdverbreide gebruik van intelligente mobiele robots biedt de industrie de kans op een duurzame stimulans voor innovatie in de toekomst. Nieuwe, flexibele productiemethoden en fabrieksontwerpen zouden mogelijk zijn. Assistent-robots en onderling verbonden en samenwerkende flexibele robot- en cobotsystemen zouden ook op veel plaatsen met mensen kunnen samenwerken.

Tot nu toe hebben mobiele assistentierobots zich echter nog geen vaste plaats kunnen veroveren in de industriële omgeving. Een belangrijke uitdaging is de veelzijdigheid van de robot voor een breed scala van taken zonder of met minimale programmeerinspanning.

Te traag

Bovendien zijn de huidige systemen te traag om zelfs maar rudimentaire menselijke eigenschappen te bezitten, b.v. bij de herkenning en handling van voorwerpen. De oplossing bestaat uit draadloze, in een netwerk opgenomen, gedistribueerde besturingssystemen.

Met name voor taken die betrekking hebben op mobiele manipulatie, d.w.z. het vrij bewegen en hanteren van diverse voorwerpen of gereedschappen, moeten de robots in staat zijn hun omgeving voortdurend waar te nemen en zich onmiddellijk zelfstandig aan te passen aan een dynamisch veranderende omgeving.

Intelligente robotica

Er is speciale software nodig voor deze onafhankelijke planning van acties en bewegingen, de verwerving en evaluatie van een grote verscheidenheid van sensorgegevens, en het gebruik van grote hoeveelheden data.

Deze ‘intelligente’ robotica vormt de basis voor een brede waaier van toepassingen buiten de klassieke automatisering en is noodzakelijk voor het ontwerpen van uiterst flexibele automatiseringsoplossingen.

Assemblage aan lopende band

Het team van robotica-experts van het Fraunhofer IFF en samenwerkende partners is erin geslaagd de betrokken uitdagingen het hoofd te bieden. Zij ontwikkelden een oplossing van draadloos genetwerkte gedistribueerde besturingssystemen die gedecentraliseerde real-time besturing van intelligente mobiele robots mogelijk maakt.

Wat de softwaresystemen betreft, is hun nieuwe aanpak gebaseerd op een transformatie van de voorheen strikt hiërarchisch georganiseerde automatiseringspiramide in een sterk genetwerkt systeem.

Intelligente basisvaardigheden

Bovendien hebben de wetenschappers de assistentierobots uitgerust met intelligente basisvaardigheden die alleen kunnen worden gerealiseerd in de interactie van genetwerkte IT-taken op krachtige computers. De Fraunhofer IFF-ingenieurs, die al jaren met succes onderzoek doen naar intelligente mobiele robots, ontwikkelden zelf de nodige hardware en software.

Fraunhofer IFF mensch roboter
Robots moeten in staat zijn hun omgeving voortdurend waar te nemen en zich onmiddellijk zelfstandig aan te passen aan een dynamisch veranderende omgeving.

Uitdagend scenario

Prof. Norbert Elkmann is hoofd van de Business Unit Robot Systems bij het Fraunhofer IFF en coördinator van het ‘fast-robotics’ project: “Ons doel was draadloze real-time communicatie tussen gedecentraliseerde, mobiele robots en de hen omringende infrastructuur te implementeren met behulp van krachtige draadloze technologie.”

“De benodigde computertechnologie kan nu worden uitbesteed aan externe servers en kernfuncties van robots, zoals de verwerking van sensorgegevens en het genereren van bewegingen, kunnen via cloud-oplossingen worden geleverd. Voor de demonstratie hebben wij bewust gekozen voor het zeer uitdagende scenario ‘assemblage aan de lopende band’. De complexiteit is veel groter dan bij stilstaande voorwerpen en onderstreept de prestaties en de bruikbaarheid van de ontwikkelingen.”

Nieuwe besturingsarchitectuur

Om hun doel te bereiken, moesten de onderzoekers het hele proces van informatieoverdracht tussen de deelnemers in een dergelijk netwerk opnieuw bekijken en ontwerpen. Christoph Walter, projectleider bij het Fraunhofer IFF, legt uit: “Zo konden we onder meer de statistische betrouwbaarheid en het reactiegedrag van draadloze communicatiekanalen en clouddiensten verbeteren.”

“Verder hebben we specifieke fouttolerantiestrategieën ontwikkeld voor het besturen van robots. Op basis hiervan is een nieuwe robotbesturingsarchitectuur ontstaan, die gebaseerd is op de voorcalculatie van relevante actievarianten in runtime en zo snelle reactietijden combineert met hogere-orde herkennings- en planningsfuncties.”

Draadloze infrastructuur

Als gevolg daarvan kunnen mobiele en ook stationaire robots nu draadloos worden bewaakt, gelokaliseerd, geconfigureerd en in real time bestuurd met behulp van een draadloze infrastructuur. Dit vereenvoudigt ook de integratie van externe sensoren, bijvoorbeeld stationaire camera’s voor het monitoren van de robotomgeving en daarop gebaseerde werkzaamheden.

Bovendien kunnen lichtere en meer flexibele mobiele robots en manipulatoren worden gebouwd, aangezien zij niet langer hun volledige computertechnologie en energievoorziening met zich mee hoeven te dragen. Het is nu mogelijk volledig nieuwe robotsystemen te ontwikkelen voor de industrie en voor sectoren waarin assistentierobots nog niet bruikbaar waren wegens een gebrek aan voldoende prestaties.

Het ‘fast-robotics’-project, gefinancierd door het Duitse federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF) als onderdeel van het ‘Zwanzig20’-initiatief, is in 2017 van start gegaan en heeft drie jaar geduurd. Naast het Fraunhofer IFF in Maagdenburg (D), dat de leiding had, bestond het onderzoeksconsortium uit KUKA Roboter GmbH, de bedrijven O&O en R3Coms en de Technische Universiteit van Dresden.

Eerste vertaalde publicatie 26-2-2021 door Paul Quaedvlieg,
bron: Fraunhofer IFF

  • Airbus en TNO ontwikkelen lasercommunicatieterminal voor vliegtuigen

    Airbus en TNO zijn gezamenlijk het programma UltraAir gestart voor de ontwikkeling van een demonstratiemodel van een lasercommunicatieterminal voor vliegtuigen. (Ill.: TNO) Airbus en TNO zijn gezamenlijk het programma UltraAir gestart voor de ontwikkeling van een demonstratiemodel van een lasercommunicatieterminal voor vliegtuigen. Het project wordt… Lees verder →

  • Smeerbeheer in de voedingsmiddelen industrie

    Woensdag 14 april 10.00 uur Nieuwe, zelfs nasmeervrije technologieën hebben een positieve impact en beïnvloeden de kosten van uw onderhoudsbudget aanzienlijk. Smering is daarmee niet simpelweg een activiteit die gedaan moet worden op de manier zoals gewend. Het moet onderdeel worden van de onderhoudsstrategie, zeker… Lees verder →

  • Igus tandkranslagers

    Igus breidt programma tandkranslagers uit

    Met het ruimtebesparende modulaire PRT-04 tandkranslagersysteem kunnen ontwerpers vrijelijk roterende toepassingen monteren. (foto: Igus BV) De PRT-04 tandkranslagers van Igus zijn nu leverbaar in andere maten. Ze zijn leverbaar met  met binnen- en buitentand-aandrijving en een borgfunctie, zijn compact en hebben een lage massa. Ze… Lees verder →

  • Waterstof raceteam studenten TU Delft verhuist IT-infrastructuur

    Een deel van het team van Forze Hydrogen Racing met de nieuwe Forze IX. (Foto: Forze Hydrogen Racing) Forze Hydrogen Racing heeft zijn volledige IT-infrastructuur verhuisd naar een colocatie omgeving in het flagship datacenter van Greenhouse Datacenters in Naaldwijk. Voorheen had het waterstof raceteam, bestaande… Lees verder →

  • Pilz prorail ERTMS

    Pilz helpt ProRail bij snellere aanpak ERTMS

    ERTMS wordt gebouwd in treinen én in de infrastructuur van het spoor (foto: Pilz) Pilz is geselecteerd als een van de twaalf innovatiepartners van ProRail. Dit werd afgelopen week bekend gemaakt tijdens de internationale digitale beurs RailTech 2021. Met dit partnerschap start voor Pilz een… Lees verder →

  • ROVC Cetop FEDA

    ROVC erkend als CETOP Approved Education Centre voor Hydrauliek level 3

    ROVC erkend als CETOP Approved Education Centre V.l.n.r.: Waldo Linders, Arjan Coppens, John Huizing en André Braakman (foto: ROVC) ROVC, partner in trainingen en opleidingen voor technisch Nederland, is door FEDAcademie, een onafhankelijke stichting van branchevereniging FEDA, officieel erkend als CETOP-Approved Education Centre Hydrauliek Level… Lees verder →

  • Airbus Ascend

    Airbus test e-aandrijving met supergeleiding en cryogene temperaturen

    ASCEND gaat elektrische architecturen evalueren van enkele honderden kilowatts tot multi-megawatt (bron: Airbus) Airbus heeft onlangs de ‘Advanced Superconducting and Cryogenic Experimental powertraiN Demonstrator’ (ASCEND) gelanceerd om de impact van supergeleidende materialen en cryogene temperaturen op de prestaties van de elektrische aandrijvingen voor vliegtuigen te… Lees verder →

  • SEW Movimot advanced

    Nieuwe decentrale ruimtebesparende regelaar van SEW-Eurodrive

    De Movimot Advanced is een decentrale frequentieregelaar die in de klemmenkast van de asynchrone motor DRN is geïntegreerd (foto: SEW-Eurodrive) SEW-Eurodrive heeft nieuwe, decentrale aandrijftechnologie ontwikkeld in de vorm van de Movimot Advanced. Dit is een decentrale frequentieregelaar die in de klemmenkast van de asynchrone… Lees verder →

  • B&R smart camera

    Machine vision projecten eenvoudiger met Smart Camera B&R

    De Smart Camera maakt het in realtime combineren van meerdere machine vision toepassingen eenvoudig (foto: B&R) B&R’s geïntegreerde machine vision portfolio beschikt nu over nu een Smart Camera welke meerdere machine vision functies in realtime combineert. Daarmee wordt de implementatie van opeenvolgende procesgestuurde functies eenvoudig,… Lees verder →

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven