Ressourceneffiziente Fertigung mechatronischer Systeme durch Refabrikation mit Hilfe von Assistenzrobotern

Roboter Refabrikation

Das in einer Kooperation zwischen dem Umwelt-Campus Birkenfeld, der SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG sowie der Universität Luxemburg durchgeführte Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung von Recyclingkonzepten und Refabrikationsverfahren zur ökonomischen und ökologischen Fertigung am Beispiel mechatronischer Antriebe.
Bei der Untersuchung der Problemstellung stellten sich vor allem die Prozesse zur zerstörungsfreien Demontage als unwirtschaftlich heraus. Versuche die Demontage zu automatisieren scheiterten an der Varianz der Produktgestalt oder am unvorhersehbaren Produktzustand. Nur die zerstörungsfreie Demontage bietet den Vorteil eines höherwertigen Produktrecyclings und damit die Möglichkeit der ökonomischen und ökologischen Refabrikation.

Der Einsatz von Roboterassistenten soll die manuelle Arbeit pro Stück verringern, die Arbeitsplatzergonomie verbessern und damit Demontagekosten reduzieren. Dem Arbeiter werden höhere oder nicht automatisierbare Tätigkeiten der Wertschöpfung überlassen. Mit dem Ansatz der Mensch-Roboter-Zusammenarbeit lassen sich auch schwer bzw. nicht automatisierbare Teilprozesse der Demontage wirtschaftlich und prozesssicher umsetzen. Bei der Entwicklung des Roboterassistenten steht die Erarbeitung einer agentenbasierten Steuerung der Mensch-Roboter-Interaktion im Vordergrund. Hierfür werden semantische Modelle des Produktaufbaus entwickelt, die den Aufbau der mechatronischen Antriebe beschreiben. Durch die Modelle kann die Demontage formal grob geplant und vom Assistenzsystem als Prozessablaufprogramm genutzt werden. Anhand des formalen Ablaufs besitzt das Assistenzsystem einen Kontext zur Situation bzw. zur Aufgabe im momentanen Demontageschritt und kann hierzu zielgerichtet verschiedene Formen der Assistenz anbieten. Der Mensch entscheidet anhand des Produktzustands und nach seinen Wünschen über die Art der zu leistenden Assistenz. Damit die Zusammenarbeit effektiv funktioniert muss das Assistenzsystem weitgehend autonom handeln, indem es selbstständig vordefinierte Programmemodule zur Ausführung der Assistenz auswählt, parametriert und ausführt. Hierfür benötigt das System vielfältige Informationen, die ebenfalls in den semantischen Modellen zu finden sind.

Die Arbeit umfasst die Informationsfindung, -repräsentation und -verarbeitung im Bereich (Domäne) der Demontage sowie die Entwicklung von Softwareagenten, die auf Basis der erhoben Informationen das Roboterverhalten (also die Assistenz) zielgerichtet steuern. Ziel ist die Entwicklung von leistungsstärkeren Roboterassistenzsystemen.

Weiterführende Informationen zum Projekt

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Prof. Dr. Wolfgang Gerke
Professor FB Umweltplanung/-technik - FR Maschinenbau

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Birkenfeld | Gebäude 9925 | Raum 10

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Hochschule Trier, Umwelt-Campus Birkenfeld
Institut für Betriebs- und Technologiemanagement (IBT)
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