Bei der Produktion von Leichtbauteilen aus Faserverbundwerkstoffen in der Luftfahrtindustrie  müssen zahlreiche Arbeitsschritte  manuell durchgeführt werden:  Füllen, Spachteln, Schleifen, das Aktivieren von Oberflächen und das Ausbessern von kleinen Fehlstellen. Das Projekt Seltec untersucht parallel zwei Lösungen für eine effizientere Herstellung.

Die Integration von CAD Daten, Sensorik und flexiblen Fertigungssystemen ermöglicht es,  dass diese Fertigungsprozesse automatisch, in hoher Qualität und vor allem selektiv durchgeführt werden können.

Alternativ dazu wird eine neue Methode zur Beschichtung der Oberflächen entwickelt. Damit können  die erwähnten manuellen Arbeitschritte vollständig ersetzen werden. Dazu wird ein In-Mould-Coating Prozess entwickelt, der mit hochreaktiven Pulverlacken Oberflächen von hoher Qualität  erzeugen kann und gleichzeitig die Vorbehandlung der Oberflächen überflüssig macht.

Durch die Kombination dieser beiden Ansätze kann eine Reduktion der manuellen
Arbeitszeit um bis zu 50 Prozent  erreicht werden.

Projektname:
Selektive Oberflächen- und Herstellprozesstechniken für Faserverbund- und Hybridbauteilprodukten

Förderung:
FFG – 8. Ausschreibung TAKE OFF

Laufzeit:
01.04.2011 – 31.03.2014

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Ihr Ansprechpartner

DI Dr.tech. Sebastian Zambal
Machine Vision

+43 7252 885 254
sebastian.zambal@nullprofactor.at

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In dem abgeschlossenen Forschungsprojekt Custompacker wurde ein skalierbares und flexibles Assistenzsystem (FlexiPack) für die Anforderungen eines ergonomisch günstigen Arbeitsplatzes bei der Verpackung von schweren und großen Teilen – im konkreten: Fernsehern  – entwickelt. Bei der Verpackung müssen auch formflexible Gegenstände wie Kabelsätze, Bedienungsanleitungen und Fernbedienungen berücksichtigt werden.

Aus diesem Grund erfolgte die Verpackung in den Expedit-Abteilungen – im Gegensatz zur Verpackung von Produkten in Großserie – in der Regel manuell.

In dem Projekt wurde eine lernfähige Systemarchitektur entwickelt. Mit einer Konfiguration kann eine  Reihe von Produktvariationen bewältigt werden.

Bei PROFACTOR wurden in dem im Projekt die Prozess- und Roboterplanungskomponenten, sowie die 3D-Erkennung des Arbeitsraumes und das gesamte Software-Framework für das Assistenzsystem entwickelt.  Ein weitere Aufgabe wir das Thema Aktivitätsinterpretation:  Bildverarbeitungssysteme sind imstande, die verschiedenen Aktivitäten des menschlichen Werkers automatisch zu erkennen und zu interpretieren. Das System erkennt unter anderem, ob die Person gerade verpackt, auf einen Auftrag wartet, neue Verpackungsstrategien einlernt oder neue Kundenaufträge annimmt.

Die in dem Projekt eingesetzten Roboter bewältigen – gemeinsam mit dem Menschen – nicht nur das richtige Verpacken eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte – vom LCD-Fernseher bis hin zu Notebooks. Ausladende Bewegungen der Maschine dürfen den menschlichen Mitpacker in keiner Weise gefährden.  In dem Projekt wurden unter anderem mehrere Greifarmtypen entwickelt:

Greifarmtypen für leichtere Lasten mit Knickarm sind zu diesem Zweck mit einer berührungsempfindlichen Hülle ausgestattet worden. Bei Kontakt mit dem Menschen stellt sich daher die Maschine sofort ab. Für Schwerlasten wurden pneumatischer Arme entwickelt, die vom Arbeiter geführt werden können.

Projektname:    
Highly Customizable and Flexible Packaging Station for mid- to upper sized Electronic Consumer Goods using Industrial Robots

Förderung:
EU – FP7-2010-NMP-ICT-FoF

Laufzeit:
01.07.2010 – 30.06.2013

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Ihr Ansprechpartner

Dr. Andreas Pichler
CTO

+43 72 52 885 306
andreas.pichler@nullprofactor.at

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Ziel des internationalen Forschungsprojekts LOCOBOT war die Entwicklung eines kostengünstigen „Roboter-Kollegen“ im Baukastensystem. Er eignet sich sowohl für Industriebetriebe mit hohen Stückzahlen als auch für Manufakturen geringen Produktvolumina und hoher Kundenspezifität. Im Vordergrund stand die Entwicklung eines Toolkits aus Hardware- und Softwarekomponenten sowie einer Entwicklungsumgebung, in der Assistenzroboter schnell und einfach in Betrieb genommen werden können. Die einfache und schnelle Konfiguration des Systems war eine Vorausbedingung für die Entwicklungen.

PROFACTOR hat sich in diesem richtungsweisenden Projekt auf die Themen Bildverarbeitung, modellbasiertes Engineering und die Handhabung von Teilen konzentriert. Dabei wurde auch auf Erkenntnisse der kognitiven Bildverarbeitung  aufgebaut.

Im Rahmen des Projekts konnte ein aus Hardware- und Softwarekomponenten bestehendes Assistenzsystem entwickelt werden, das unter anderem einer Verbesserung der Ergonomie des Arbeitsplatzes bewirkt. Es zeichnet sich durch die Lageerkennung von Werkstücken in einer unstrukturierten Umgebung aus und ist mit einem  nachgiebigen Roboterarm ausgestattet.  Die Gestenerkennung ist die Basis für die Mensch-Maschine-Kooperation.

Im industriellen Use Case war die Kommissionierung schwerer Teile wie Autobatterien und Anlasser die Herausforderung. Die von PROFACTOR entwickelte exzellente Objektlage-Erkennung und die Manipulationsplanung ermöglicht es, dass die relevanten Bauteile auch in schwer zugänglichen und unstrukturierten Umgebungen visuell lokalisiert werden. In weiterer Folge wird der robotische Prozess-Ablauf ad-hoc angepasst.

Die Ergebnisse des Projekts ermöglichen ein höhere Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Skalierbarkeit in der Produktion.  Das modular entwickelte Assistenzsystem kann – im Sinne einer „Plug & Produce“-Lösung bei unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt.

Projektname:
Low cost toolkit for building robot co-workers in assembly lines

Förderung:
EU – FP7- FoF.NMP.2010-1 Plug and Produce components for adaptive control

Laufzeit:
01.08.2010 – 31.07.2013

Ihr Ansprechpartner

DI Christian Wögerer, MSc
Internationale Netzwerke

+43 7252 885 116
christian.woegerer@nullprofactor.at

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In der Flugzeugindustrie werden große Bauteile stationär und zum Teil über Tage hinweg in Arbeitszellen bearbeitet.  Der Einsatz von herkömmlichen Robotern ist in solchen Arbeitsumgebungen nicht sinnvoll.
Im EU-Projekt VALERI wird eine mobile Roboterplattform entwickelt, die ähnliche Aufgaben nacheinander in verschiedenen Arbeitszellen durchführen kann. Das setzt eine sichere Kooperation von Mensch und Maschine voraus. Die Verbesserung der Arbeitsplatz-Ergonomie ist ein zusätzlicher Aspekt des Projekts.

Das  Projekt konzentriert sich auf die Themen, die einen Einsatz von mobilen Robotern bislang entgegenstehen. Bildverarbeitungssysteme sorgen für die Inspektion, die Navigation und die Bewegungsplanung des Roboters.

Zusätzlich werden Prozessmodelle entwickelt, die die Bewegungsplanung des Roboters und etwaige Manipulationsaufgaben steuern. Die Größe und das Gewicht der der Teile in der Luftfahrtindustrie bedingen, dass die mobile Plattform selbst als Bestandteil der Kinematik betrachtet und für die Bewegungen genützt werden muss.

PROFACTOR entwickelt in diesem Projekt das Bildverarbeitungssystem für die Inspektion der Bauteile und liefert Beiträge zur Mensch-Roboter Interaktion.

Die Praxistauglichkeit des Systems wird an zwei Testbeispielen untersucht:  Der Qualitätskontrolle von großen  Bauteilen und dem Aufbringen von Dichtungsmasse in eine Nut. Diese Aufgaben treten entlang der gesamten Produktionskette auf.

Projektname:
Validation of Advanced, Collaborative Robotics for Industrial Applications

Förderung:
EU – FP7-2012-NMP-ICT-FoF

Laufzeit:
01.11.2012 – 31.10.2015

Ihr Ansprechpartner

Dr. Christian Eitzinger
Head of Machine Vision

+43 7252 885 250
christian.eitzinger@nullprofactor.at

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Die Anforderungen an den Montageprozess und an die gesamte Produktion steigen hinsichtlich Flexibilität, der Volatilität der Märkte, der hohen Variantenvielfalt und der immer kürzeren Innovationszyklen. Zurzeit erfordern diese Anpassungen einen hohen Aufwand an Ressourcen, Betriebsmitteln und Personal. Eine Flexibilisierung kann jedoch nur unter Einbeziehung und Stärkung der Kooperation zwischen Mensch und Maschine gelingen. Die Optimierung von Mensch-Roboter-Interaktionen für die industrielle Praxis steht im Mittelpunkt dieses Projekts.

Im Konkreten liegt der Fokus in der Entwicklung und Evaluierung von Konzepten für ein kognitives Assistenzsystem, das auf einem gemeinsamen Verständnis für kooperative Aufgabenteilung  zwischen Mensch und Maschine beruht. Dies erfordert zunächst eine geeignete Repräsentation der bekannten Rahmenbedingungen – zum Beispiel eines Assemblier Plans und in der Folge   Methoden und Konzepte, zur Erweiterung, Parametrierung und Adaptierung des Systems für künftige Aufgaben.

Das System muss in der Lage sein, komplexere Aufgaben durch Kombination derselben von einfachen Aktionen auszuführen. Diese Thematik wurde in den bisherigen Forschungsaktivitäten nicht verfolgt.

Projektname:    
Kooperationsmodelle für assistive Mensch-Maschine-Interaktion im Produktionsprozess

Förderung:
BMVIT

Laufzeit:  
01.07.2014 – 30.06.2017

Publikationen

2016
  • Sharath Chandra Akkaladevi, Matthias Plasch, Andreas Pichler, Bernhard Rinner, Human Robot Collaboration to Reach a Common Goal in an Assembly Process, accepted for publication at ECAI 2016
  • Sharath Akkaladevi, Martin Ankerl, Christoph Heindl, Andreas Pichler, Tracking multiple rigid symmetric and non-symmetric objects in real-time using depth data, ICRA 2016
  • Sriniwas Chowdhary Maddukuri, Gerald Fritz, Sharath Chandra Akkaladevi, Matthias Plasch, Andreas Pichler, Trajectory planning based on activity recognition and identification of low-level process deviations, Austrian Robotics Workshop 2016
  • Sharath Chandra Akkaladevi, Martin Ankerl, Gerald Fritz, Andreas Pichler, Real-time tracking of rigid objects using depth data, Austrian Robotics Workshop 2016
2015
  • Sharath Akkaladevi, Christoph Heindl, Action Recognition for Human-Robot Interaction in Industrial Applications, IEEE International Conference on Computer Graphics, Vision and Information Security (CGVIS),  3. Nov. 2015
  • Sharath Akkaladevi, Christoph Heindl, Alfred Angerer, Juergen Minichberger, Action Recognition in Industrial Applications using Depth Sensors, Austrian Robotics Workshop 2015, May 07 – 08, 2015
  • Martijn Rooker, Sriniwas Chowdhary Maddukuri, Jürgen Minichberger, Christoph Feyrer, Helmut Nöhmayer and Andreas Pichler, Interactive Workspace Modelling for Assistive Robot Systems with the Aid of Ultrasonic Sensors, Proc. of the International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing (FAIM), 23 – 26 June 2015

Ihr Ansprechpartner

Dr. Christian Eitzinger
Head of Machine Vision

+43 7252 885 250
christian.eitzinger@nullprofactor.at

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Beim Projekt AssistMe stehen die potenziellen BenutzerInnen im Mittelpunkt. In einem mehrstufigen Prozess werden innovative Interaktionskonzepte zur Programmierung und Bedienung von robotischen Assistenzsystemen entwickelt und evaluiert.

Dabei werden die künftigen Nutzer in Form von Benutzerstudien aktive in die Entwicklung eingebunden und evaluieren die Eignung der eingesetzten Interaktionskonzepte.

Konkret wird dazu eine Kombination haptischer Technologien (Force Feedback), Bildverarbeitungstechniken und Methoden der Spatial Augmented Reality untersucht.

Die Ergebnisse fließen bei den zwei Industriepartnern in mehrere unterschiedliche Anwendungsfälle – bei der Linienmontage von Motoren sowie bei der mechanischen Bearbeitung im Formenbau.

Projektname:
Human-zentrierte Assistenzrobotik in der Produktion

Förderung:
FFG – 7. Ausschreibung Produktion der Zukunft nat. Projekte

Laufzeit:  
01.04.2015 – 30.09.2017

 

Publikationen:

M. Ikeda, G. Ebenhofer, J. Minichberger, A. Pichler, A. Huber, A. Weiss, G. Fritz; User Centered Assistive Robotics for Production – Human Robot Interaction Concepts in the AssistMe project,  Proceedings of the OAGM&ARW Joint Workshop 2017
DOI: 10.3217/978-3-85125-524-9-09 Paper

Im Rahmen dieses Projekts werden Technologien und Methoden für kollaborierende Roboterkonzepte entwickelt die eine sichere, dynamische, intuitive und wirtschaftliche Unterstützung des Menschen in Produktionsprozessen erlauben.

Es werden neben den klassischen roboterdominierten Branchen, wie z.B. der Automobilindustrie, auch Anwendungsfälle im Bereich der Luftfahrt sowie der Lebensmittelindustrie in Form von Demonstratoren untersucht. Die entwickelten Konzepte dienen als Basen für die Entwicklung künftiger kollaborierender Robotersysteme mit den Anforderungen:

  • Hohe Flexibilität und einfachste Rekonfiguration
  • Intuitiver Bedienung ohne Programmieraufwand
  • Nahtlose Integration in bestehende Produktionssysteme
  • Hohe Wirtschaftlichkeit durch Einsatz günstiger Komponenten

Das Projekt ist für die Dauer von 48 Monaten geplant und umfasst ein Konsortium von 15 Partnern aus 7 EU Staaten.

Ergebnisse im Überblick: 

https://cordis.europa.eu/project/rcn/193465/brief/en?WT.mc_id=exp 

 

Projektname: 
Symbiotic human-robot collaboration for safe and dynamic multimodal manufacturing systems

Förderung:
EU – H2020-FoF

Laufzeit:     
01.04.2015 – 31.03.2019

Im Projekt NEXGEN_RWP setzt sich PROFACTOR die Entwicklung einer neuen Generation von Robotersystemen zum Ziel, die komplexe Aufgaben unter sich ändernden Rahmenbedingungen effizient selbst lösen können.  Die Weiterentwicklung  kognitiver Technologien soll ein breites Spektrum an Applikationen in Produktionsumgebungen ermöglichen.

Roboter sollen mit einem semantischen Verständnis für anstehende Aufgaben (Montage, Fügen,…) ausgestattet wer-den. Die Aktivität des Menschen soll mittels multimodaler Sensorik  (visuell, taktil, Audio) erkannt werden.
Durch eine  Generalisierung dieser Aufgaben und Prozesse (semantische Datenverarbeitung)  sollen die Systeme auch an zukünftige Aufgaben einfach angepasst werden können.  Weitere Herausforderungen sind die intuitive Programmierung des Systems für Aufgaben, die  auf Task-Ebene durchgeführt werden muss und die eine kooperative, ergonomisch günstige und sichere Durchführung sicherstellt.

 

Projektname:
Human-Robot Cooperation to enable a next generation robotic workplace

Förderung:
FFG – IKT der Zukunft – 1. Ausschreibung

Laufzeit:
01.10.2013 – 30.09.2015

Ihr Ansprechpartner

Jürgen Minichberger
Robotics and Assistive Systems

+43 7252 885 304
juergen.minichberger@nullprofactor.at

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Rissprüfungen sind sowohl für die  Qualitätssicherung als auch für die reguläre Überprüfung von Bauteilen – zum Beispiel in der Luftfahrt – wichtig. Die aktuell eingesetzte Technologie ist bereits mehrere Jahrzehnte alt. Sie basiert auf fluoreszierenden, magnetischen Partikel und ist aufwendig und ökologisch problematisch.

Ziel von ThermoBot ist es, ein thermographisches Prüfsystem zu entwickeln, das komplexe Bauteile automatisch prüfen kann und sich sowohl für In-line Qualitätssicherung als auch für regelmäßige Bauteilüberprüfungen eignet. Das Prüfsystem besteht aus einem Roboter, der den Bauteil vor der Thermokamera und einer Wärmequelle positioniert. Während der Prüfung wird der Teil kontinuierlich bewegt – in Gegensatz zu „Stopp and go“. Damit wird eine ausreichend kurze Taktzeit erreicht.

Die Schwerpunkte in der Entwicklung von ThermoBot sind daher:

  • Automatische Pfad- und Bewegungsplanung für den Roboter, mit der aus dem 3D-CAD Modell des Teils der Inspektionsablauf automatisch erzeugt werden kann.
  • Bildverarbeitungsmethoden zur robusten Erkennung von Rissen in Bauteilen.
  • Optimierung des Prüfprozesses, um möglichst kurze Taktzeiten zu erreichen.

 

Im Rahmen des Projektes wird die Prüfung von Schmiedeteilen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie näher untersucht. Weitere Anwendungsfelder ergeben sich in der regelmäßigen Sicherheitsüberprüfung von Bauteilen.

Projektname: ThermoBot 2 -Prüfroboter zur Risserkennung in Schmiedeteilen mit aktiver Thermographie

Förderung:
FFG – 15. Ausschreibung Produktion der Zukunft 2015

 

Projektname: ThermoBot – Autonomous Robotic System for Thermo-graphic Detection of Cracks

Förderung:
Finanziert vom 7. Rahmenprogramm (FP7) der EU

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