03/04/2020
Door Ad Spijkers
Het Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Berlijn werkt samen met Volkswagen aan een productieve samenwerking tussen mens en robot (MRK) bij het controleren van lasnaden in de auto-industrie.
In de autotechniek zijn onberispelijke lasnaden cruciaal. In de toekomst zal de kwaliteitscontrole door robots én mensen worden uitgevoerd, waarbij beide hun voordelen hebben. De robot wordt bestuurd door gebaren en spraakopdrachten en draagt en verplaatst de componenten. De vakman kan gemakkelijk defecten markeren en registreren.
Van handmatig naar Industrie 4.0
Tot dusver is het testproces al decennia hetzelfde. Elk onderdeel moet eerst met de hand worden vastgeklemd in een roterend raamwerk, zodat het van alle kanten kan worden geïnspecteerd. Het valt niet te vermijden dat de werknemer ergonomisch ongunstige houdingen moet aannemen. Bovendien is voor de controle slechts een korte tijd beschikbaar, wat van invloed is op de kwaliteit van de beoordeling.
De werknemer kan het testproces vrij invullen. Maar de niet-gestandaardiseerde procedure maakt het moeilijk om systematische defecten op te sporen uit de waarnemingen. Bovendien worden ontdekte fouten meestal helemaal niet geregistreerd of moeten met muis en toetsenbord in een apart systeem worden ingevoerd.
In de toekomst zal het onderzoeksproces interactiever zijn. De komende jaren zullen robots op het visuele inspectiestation de onderdelen in een ergonomische positie voor mensen vasthouden en bewegen. De robot kan het onderdeel in alle richtingen draaien, kantelen en verplaatsen. De robot haalt het onderdeel zelf van de assemblagelijn en presenteert het. De werknemer communiceert met de robot met behulp van expliciete en impliciete gebaren en bepaalt zo welke posities de robot moet benaderen. De medewerker kan zich concentreren op het oplossen van problemen en ziet minder gebreken over het hoofd.
Multimodale besturing
De door Fraunhofer HHI ontwikkelde middleware coördineert verschillende sensoren om de werksituatie vast te leggen. De noodzakelijke bewegingen van de grijperarm zijn afgeleid van de houding en lichaamsgebaren van de medewerker. Dit zorgt ook voor veiligheid - de software besluit de robotarm uit voorzorg te stoppen als de medewerker bijvoorbeeld niet naar het onderdeel kijkt.
Maar individuele invoer blijft mogelijk bij het besturen van de robot. De nieuw ontwikkelde perceptuele interface kan gepersonaliseerde gebaren en spraakopdrachten vastleggen. Dit betekent dat het systeem snel kan worden aangepast en de werkplek individueel kan worden ingericht. Een gebaar markeert ook virtueel de defecten op het onderdeel en visualiseert ze met behulp van projectoren voordat ze door de werknemer worden bevestigd. Dit biedt 3D-documentatie van de kwaliteitsproblemen van de defecte lasnaden - digitaal en op een efficiënte en intuïtieve manier.
Het combineren van veel sensoren met multimodale besturingsopties en machine learning kan een doorbraak voor andere corobotica-toepassingen teweegbrengen en de mogelijkheden voor samenwerking en interactie tussen mensen en robots vergroten.
Foto: Fraunhofer-HHI