Plug and Produce Robotic Building Blocks

Integration, Programmierung und sicherer Betrieb heterogener Robotersysteme - wie mobile Manipulatoren oder Roboter im Maschinenverbund - sind für Anlagenbetreiber aufwendige und komplexe Aufgaben. Heterogene Systemkomponenten müssen über Schnittstellen mittels übergeordneter Steuerung orchestriert werden. Roboterprogramme werden offline, in proprietären Tools, erstellt und als Makros integriert. Systemkomponenten sind in der Regel herstellerübergreifend weder kompatibel, noch austauschbar. Komponentenübergreifendes Debugging ist schwierig. Die Bedienung komplexer Anlagen erfordert intensives Training und ist aktuell auf simple grafische Benutzeroberflächen limitiert. Im Rahmen der Prozessoptimierung ist es in der Regel erforderlich, Prozesspunkte während der Hochlaufphase zu optimieren. Das erfordert beim Anlagenbetreiber Personen, die in der Roboterprogrammierung geschult sind. Durch die Kombination heterogener Robotermodule ergeben sich viele neue Gefahrensituationen, die ein entsprechendes Sicherheitskonzept fordern.
Hauptziel des Projekts PlugBot ist die Umsetzung einer Entwicklungs-, Integrations- und Konfigurationsumgebung für modulare und sichere Roboterbaukastensysteme.
Das Gesamtsystem zielt bei der Entwicklung auf Experten mit Programmierkenntnissen ab, bei der Konfiguration, beim Anlagenbetreiber, auf nicht speziell geschulte Bediener. Für eine systemübergreifende Integration ist es notwendig, Schnittstellenstandards für heterogene Robotersysteme weiterzuentwickeln. Innovative Programmiertools setzen rezepturbasierte Programmierkonzepte um und vereinen zahlreiche Tools in einer Toolchain. Das neuartige System erlaubt Debugging, Programmierung, Konfiguration und Integration komplexer Roboteranwendungen.
Maßgeschneiderte neue Bedienkonzepte basierend auf Spracheingabe, Gestensteuerung, Mixed Reality (MR) und Wearables setzen neue Maßstäbe in der Bedienung heterogener Roboteranlagen durch ungeschulte Bediener. Es wird ein umfassendes Sicherheitskonzept für heterogene Robotersysteme im Hinblick auf mögliche Mensch-Roboter-Kooperation erarbeitet. Innovative taktile Sicherheitssensoren mit integrierten Bedienelementen sichern das Robotersystem nicht nur ab, sondern bieten die Möglichkeit, vielfältige situationsabhängige Interaktionskonzepte zu erforschen. PlugBot setzt mehrere Anwendungsfälle mit unterschiedlichen Partnern um, um möglichst vielfältige Anforderungen zu berücksichtigen. Dadurch wird eine universelle Anwendbarkeit erreicht, Hardwareunabhängigkeit demonstriert und zugleich die Anforderungen für produktive industrielle Installationen erforscht.

Forschungsthemen
heterogene Robotersysteme, standardisierte Schnittstellen für komplexe Roboteranlagen, intuitive Programmierung und Bedienung komplexer Roboteranlagen, sichere Mensch-Roboter-Kollaboration

Zeitraum
04/2019 - 03/2021

Projektleiter
Markus Ikeda (PROFACTOR, Gesamtprojektleitung)
FH-Prof. DI (FH) Dr. techn. Roman Froschauer (FH OÖ)

Websites
https://www.profactor.at/
https://projekte.ffg.at/

Förderung
Das Projekt PlugBot (FFG #874293) wird von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Rahmen von "Produktion der Zukunft" gefördert.

Partner
Blue Danube Robotics GmbH
FH OÖ Forschungs & Entwicklungs GmbH
FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH
HABA Verpackung GmbH
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Lenze Operations Austria GmbH
PROFACTOR GmbH (Koordination)
Sony DADC Europe Limited Austria Branch
WB Wittmann Group Holding GmbH