ReApp

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Kurzsteckbrief

Robotergestützte Automatisierungssysteme werden zunehmend komplexer. Der Kosten- und Zeitaufwand für deren Programmierung, Integration, Wartung und Anpassung übersteigt die eigentlichen Komponentenkosten um ein Vielfaches. Dadurch ist der Einsatz robotergestützter Automatisierungssysteme für kleine Stückzahlen, wie sie vor allem bei KMU zu finden sind, nicht wirtschaftlich realisierbar. Zwar gibt es in der Forschung und in der konsumentenbasierten Servicerobotik bereits Softwarearchitekturen, die zwischen der Programmierung einzelner Komponenten und der Programmierung des Gesamtsystems unterscheiden. Doch diese Softwarearchitekturen genügen noch nicht den hohen Qualitäts- und Zuverlässigkeitsstandards der Industrie. Ebenso gibt es eine große Anzahl von Komponenten, die fast das gesamte Spektrum an (Robotik-)Funktionalitäten, Algorithmen und Steuerungsparadigmen abdecken. Diese sind aber meistens auf eine bestimmte Anwendung und Hardwarekonfiguration zugeschnitten. Das soll sich ändern.

Das Projekt ReApp greift die Konzepte von ROS-Industrial auf, um standardisierte Schnittstellen zu definieren und Soft- sowie Hardwarebibliotheken anzulegen, die echtes Plug-and-Play verschiedenster Komponenten erlauben. Zusammen mit einem Katalog wiederverwendbarer intelligenter Dienste und einer modellgetriebenen Entwicklungsumgebung – der ReApp-Engineering Workbench – sollen sich Robotersysteme schneller und kostengünstiger an spezifische Anforderungen vor allem kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) anpassen lassen.

Szenario

Angesichts der steigenden Anzahl unterschiedlicher Fahr¬zeugmodelle stehen Automobilzulieferer zunehmend vor dem Problem, die geforderte Qualität und Liefergeschwin¬digkeit bei stark schwankenden Stückzahlen aufrechtzuerhalten. Insbesondere die Kommissionierung und Montage sowie die Verpackung der fertigen Teile werden weitgehend von Hand erledigt, weil sie schwer automatisierbar sind. Die Fertigung sehr kleiner Stückzahlen wird derzeit hauptsächlich von KMU übernommen, für die sich existierende Automatisierungslösungen aufgrund der hohen Hardware-, Software- und Integrationskosten wirtschaftlich nicht rechnen.

Zur Umsetzung der Konzepte von ReApp wurde dafür ein Szenario im Automobilbau erprobt. Dabei entwickelte ReApp eine Demonstrationsanlage für den Fall, bei dem ein Roboter je nach Produkt leicht und schnell mit unterschiedlichen Greifwerkzeugen und Sensoren ausgestattet werden kann.
Der Roboter übernahm dabei vor allem monotone Teilaufgaben wie das Zählen, Abwiegen und Anordnen verschiedener Teile. Die Plug-and-Play-Fähigkeit erlaubte ein schnelles Umrüsten bei neuen Aufträgen und der Programmierassistent ein einfaches Anpassen des Verhaltens direkt durch den Mitarbeiter im Werk. Flexibilität und einfache Rekonfigurierbarkeit spielen auch bei den Automobilherstellern selbst eine immer größere Rolle. Die von ReApp entwickelten Technologien wurden anhand der Türvormontage, des Klebens, der optischen Qualitätsüberprüfung und von Schraubvorgängen demonstriert, die bis dahin nur zum Teil kostengünstig automatisiert werden konnten. Maßgeschneiderte Lösungen waren und sind auch weiterhin im Nischenmarkt der Bestückung elektronischer Leiterplatten gefragt.

Wege in die Praxis

Mit der ReApp-Workbench sollen sich Robotersysteme schneller und kostengünstiger an spezifische Anforderungen anpassen lassen. Außerdem sorgt das Simulationswerkzeug dafür, dass beispielsweise virtuelle Roboterzellen, aber auch ganze Fertigungsanlagen vor der eigentlichen Installation getestet und optimiert werden können. So soll der flexible und wirtschaftliche Einsatz von Robotersystemen auch für kleine und mittlere Unternehmen in der Fertigung, in der Montage und in der Logistik möglich werden. Gleichzeitig erweitern sich so auch die Märkte für Systemintegratoren sowie Roboter- und Komponentenhersteller. Für Unternehmen im Bereich der Robotik und Systemintegration besteht damit das Potenzial, die Entwicklungsumgebung als Add-On zu ihren Roboter¬lösungen anzubieten.

Die ReApp Workbench soll in den nächsten Wochen über die Projekt-Homepage (www.reapp-projekt.de) werden. Damit können Entwickler dann selbstständig Softwarelösungen für die Programmierung von Robotern entwickeln. 

Konsortialpartner: Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) (Konsortialführer), Dresden Elektronik Ingenieurtechnik GmbH, Fischer IMF GmbH & Co. KG, Fluid Operations AG, SICK AG, Ruhrbotics GmbH, InSystems Automation GmbH, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH, Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, fortiss GmbH, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie