Teilprojekt Cobotbasiertes Messen
Im Projekt MultiDATBot wird ein innovatives, menschzentriertes Datensystem für Multi-Cobot-Anwendungen in kleinserienorientierten Produktionsumgebungen entwickelt. Im Mittelpunkt steht die Automatisierung und Vernetzung intelligenter Mess-, Bedien- und Schweißprozesse sowie Qualitätskontrolle mithilfe kollaborativer Roboter.
Ziel ist es, Daten intelligent, verständlich und praxisnah aufzubereiten, um die Zusammenarbeit zwischen Mensch und kollaborativen Robotern nachhaltig zu verbessern. Der Ansatz kombiniert didaktische Konzepte mit modernen Methoden der Datenerfassung und -analyse, um Transparenz und Entscheidungsfähigkeit im Prozess zu steigern. Im Zentrum steht dabei die nutzerorientierte Gestaltung eines Systems, das komplexe Daten intuitiv zugänglich macht und aktiv zur Prozessoptimierung beiträgt.
In der Kleinserienfertigung erfolgt die Qualitätssicherung überwiegend manuell durch stichprobenartige Messungen der Beschäftigten, die sogenannte Werkerselbstkontrolle. Die dabei erzielten Messergebnisse sind anwenderabhängig und variieren daher. Ein intuitives, kostengünstiges, personenunabhängiges und automatisiertes Messsystem kann hier unterstützen, existiert bislang jedoch nicht. Im Vergleich zur manuellen Messung von Stichproben durch den Werker mit Zehntelmillimetermessgenauigkeit bieten kollaborative Systeme Vorteile: geringere Kosten, eine werkerunabhängige Messqualität sowie eine sofortige Datenverfügbarkeit zur Steuerung der Prozesskette und zur Qualitätssicherung. Ein Cobot-Einsatz hierfür als Messsystem ist bislang nicht bekannt. Ebenso fehlt ein Ansatz, Cobots in Multi-Cobot-Systemen miteinander arbeiten zu lassen. Insbesondere die Datenübertragung zwischen Cobots zur Nachverfolgung echtzeitgesteuerter Arbeitsschritte wurde bisher nicht entwickelt. Schlüsselakteure bleiben die Mitarbeitenden. Diese kennen Fertigungsprozesse und Einflussfaktoren. Sie stehen vor neuen Herausforderungen, was die Anpassung, Nutzung, Datenauswertung anbelangt. Dies im Blick, sollen Qualifizierungskonzepte beteiligungsorientiert entwickelt und an Funktionsdemonstratoren gemeinsam validiert werden.
3D-Koordinatenmessgeräte gehören seit über drei Jahrzehnten zur flexiblen Erfassung und Auswertung in der Fertigungsmesstechnik [3], [4]. Die Nutzung von Robotern stellt eine Erweiterung der handgeführten, flexiblen Gelenkarmsysteme dar. Die bisher eingesetzten Roboter dienen dabei als Systeme zum Teilehandling für unterschiedliche, meist optische Sensoren, ohne selbst als aktives Messsystem zu fungieren. Eine Nutzung kollaborierender Roboter (Cobots) als aktive Messsysteme ist bisher nicht bekannt. Aktuell existieren Normen für die allgemeine Robotersicherheit (z. B. ISO 10218, ISO/TS 15066) sowie für 3D-Koordinatenmesssysteme (ISO 10360ff). Entsprechende Normen, um Cobots als vollwertige Messsysteme in qualitätskritischen Fertigungsprozessen zu etablieren, fehlen jedoch.
Neue Möglichkeiten
Das datenbasierte Multi-Cobot-System soll neue Perspektiven für die Fertigung eröffnen. Insbesondere soll das Datenökosystem mit kontinuierlicher Prozessdatenerfassung die Grundlage für weiterführende Analysen schaffen und den Einsatz von Machine Learning oder prädiktive Qualitätssicherung ermöglichen. Weiterhin zählt dazu insbesondere die Möglichkeit einer adaptiven Prozessführung, bei der Parameter dynamisch an unterschiedliche Bauteile oder Bedingungen angepasst werden. Auch die Verknüpfung von Lernen und Produktion soll neue Ansätze für die Qualifizierung von Fachkräften und die kontinuierliche Verbesserung von Prozessen schaffen.
Transfer
Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist der Transfer der entwickelten Lösungen in die industrielle Praxis. Prototypische Demonstratoren sollen dabei als Grundlage dienen, um Konzepte unter realistischen Produktionsbedingungen zu erproben und für Unternehmen greifbar zu machen. Insbesondere kleine und mittlere Unternehmen können von den entwickelten Ansätzen profitieren, da diese speziell auf flexible und wirtschaftliche Kleinserienfertigung ausgelegt sind.
Parallel dazu ermöglichen die didaktischen Konzepte eine Übertragung in Bildungs- und Trainingsumgebungen. So kann der Umgang mit datenbasierten, kollaborativen Produktionssystemen gezielt vermittelt werden.
Projektlaufzeit: 01.01.2026 - 31.12.2028
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