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ETH Zürich

1. Bänziger, Timo. Intelligente Montageassistenten: Konzepte zur Planung und Programmierung der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter.

Degree: 2019, ETH Zürich

Die stetige Zunahme der Variantenvielfalt und kürzer werdende Produktionszyklen in der Automobilindustrie stellen enorme Anforderungen an die Flexibilität in der Produktion. Gleichzeitig verstärkt sich der wirtschaftliche Druck auf europäische Fertigungsstandorte durch wachsende Konkurrenz aus Niedriglohnländern, besonders aus dem asiatischen Raum. Um diese Herausforderungen auch in Zukunft zu meistern, werden neue Technologien zur Steigerung der Effizienz und Beherrschung der Komplexität in der Produktion benötigt. In der Fabrik der Zukunft müssen die Produktionsmitarbeiter durch intelligente Systeme in ihrer Arbeit unterstützt werden. In diesem Zusammenhang stellt der Einsatz von kollaborativen Assistenzrobotern in der Montage einen vielversprechenden Ansatz dar. Hybride Teams, in denen Menschen und sensitive Roboter intelligent zusammenarbeiten und interagieren, können sehr vielfältige Montageaufgaben ausführen und leisten einen wesentlichen Beitrag zu der geforderten Flexibilisierung. In solchen Produktionsumgebungen arbeiten Roboter nicht mehr durch einen Schutzzaun getrennt vollautomatisierte Vorgänge ab, sondern werden zu kollaborierenden Partnern der Werker. Die Interaktion reicht von der Unterstützung schwerer Montagevorgänge bis hin zur intelligenten Aufgabenplanung und automatischen Übernahme einzelner Arbeitsschritte. Dabei kann nicht nur die Qualität des Arbeitsplatzes für die Werker erhöht werden, die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter verspricht auch eine bessere Aufteilung der Fertigungsaufgaben. Die Fähigkeiten der einzelnen Teampartner werden besser genutzt. Hybride Teams können sowohl zu erhöhter Produktivität als auch zu einer verbesserten Zuverlässigkeit der Arbeitsprozesse beitragen. Dies geschieht beispielsweise durch die situationsadäquate Wahl von Werkzeugen und Bauteilen, aber auch durch die automatische Überwachung von qualitätsrelevanten Parametern. Roboter werden in der heutigen Automobilindustrie primär im Karosseriebau eingesetzt, da dort schwere Teile mit einer hohen Präzision bewegt werden müssen. Sie werden üblicherweise für einige wenige Varianten vorprogrammiert und folgen taktgebunden einem starren Ablauf. Dadurch kann zwar eine hohe Geschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit erreicht werden, jedoch sind solche Implementierungen sehr unflexibel in Bezug auf Varianten- und Stückzahlwechsel. Auch müssen die Arbeitsbereiche grosser Industrieroboter aufgrund ihrer hohen Kräfte und Geschwindigkeiten durch einen Schutzzaun isoliert werden, damit sie für den Menschen keine Gefahr darstellen. Die Montage ist, im Gegensatz zum Karosseriebau, nur sehr gering automatisiert, da hier vorwiegend Aufgaben vorliegen, für welche ein hohes Mass an Feinfühligkeit und Flexibilität erforderlich ist, wofür die herkömmlichen Industrieroboter nicht ausgelegt sind. Eine neue Generation kraftgeregelter Leichtbauroboter erlaubt jedoch ein nachgiebiges Verhalten der Roboterarme und damit die Einhaltung von Maximalkräften auch bei einer physischen Interaktion mit externen Objekten. Diese sogenannten… Advisors/Committee Members: Wegener, Konrad, Alexander, Verl, Kunz, Andreas, id_orcid0000-0002-6495-4327.

Subjects/Keywords: Robotics; Human-Robot Interaction; Simulation; Programming Interfaces; Assistance systems; Mobile robots

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APA (6th Edition):

Bänziger, T. (2019). Intelligente Montageassistenten: Konzepte zur Planung und Programmierung der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter. (Doctoral Dissertation). ETH Zürich. Retrieved from http://hdl.handle.net/20.500.11850/340083

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Bänziger, Timo. “Intelligente Montageassistenten: Konzepte zur Planung und Programmierung der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter.” 2019. Doctoral Dissertation, ETH Zürich. Accessed December 07, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11850/340083.

MLA Handbook (7th Edition):

Bänziger, Timo. “Intelligente Montageassistenten: Konzepte zur Planung und Programmierung der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter.” 2019. Web. 07 Dec 2019.

Vancouver:

Bänziger T. Intelligente Montageassistenten: Konzepte zur Planung und Programmierung der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter. [Internet] [Doctoral dissertation]. ETH Zürich; 2019. [cited 2019 Dec 07]. Available from: http://hdl.handle.net/20.500.11850/340083.

Council of Science Editors:

Bänziger T. Intelligente Montageassistenten: Konzepte zur Planung und Programmierung der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter. [Doctoral Dissertation]. ETH Zürich; 2019. Available from: http://hdl.handle.net/20.500.11850/340083

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