Prozesse durch Sprache und innovative Sensoren verbessern

Quelle: Fraunhofer IDMT in Oldenburg

Den Austausch zwischen Forschung und Industrie zu technischen Innovationen zu fördern, um Produktionsabläufe im Unternehmen nachhaltig zu verbessern, war und ist das Ziel des Industriearbeitskreises „Audiotechnologie für die intelligente Produktion – AiP“. Die Mitglieder der Initiative, die von der Hochschule Emden/Leer in Kooperation mit dem Fraunhofer IDMT ins Leben gerufen wurde, widmete sich bei ihrem jüngsten Treffen zwei besonderen Schwerpunktthemen.

Bei der mittlerweile neunten Zusammenkunft des Arbeitskreises standen sowohl die luftschallbasierte Prozessüberwachung als auch die Möglichkeiten der Sprachsteuerung in Schweißrobotik-Anwendungen auf der Agenda. Die etwa knapp 30 Teilnehmenden aus dem Maschinen- und Anlagenbau sowie den Bereichen Automotive, Automatisierung, Energietechnik oder Lebensmitteltechnologie tauschten sich in Oldenburg über die damit verbundenen Einsatzgebiete aus.

Sprache, die für den Menschen effizienteste Form der Kommunikation, lässt sich auch für die industrielle Produktion nutzen, um Prozesse zu vereinfachen und sicherer sowie bedienungsfreundlicher für die Beschäftigten zu machen. Vor diesem Hintergrund stellten verschiedene Referierende aus Industrie und Forschung produktionsnahe Lösungen vor. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) hat in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IDMT etwa eine englische Sprachsteuerung in einen Schweiß-Cobot integriert. „Dies bietet die Möglichkeit, Roboter dort effizienter zu programmieren, wo Werkerinnen und Werker aktuell noch unter Einsatz von Handschuhen arbeiten“, so Dr. Johannes Stoll, Gruppenleiter Roboterprozesse und Kinematiken vom IPA.

Intuitive Sprachsteuerung in Echtzeit für AGVs

Die Sprachsteuerung kann auch bei fahrerlosen Transportfahrzeugen (eng. Automated Guided Vehicle, kurz AGV) eingesetzt werden und ermöglicht es den AGV’s, flexibel auf neue Anforderungen zu reagieren. Die Fahrsysteme können Anweisungen in Echtzeit entgegennehmen und ihre Routen anpassen, um beispielsweise die termingerechte Werkzeugbelieferung am Arbeitsplatz zu ermöglichen. Dabei sind unterschiedliche Szenarien denkbar – wie etwa der Tausch eines defekten Werkzeugs oder die Anlieferung weiterer benötigter Komponenten. Vom Fräsbearbeitungszentrum über den Schweißroboter bis hin zum Cobot können Maschinen nach Bedarf per Sprache gesteuert werden, während die Hände frei bleiben: anstatt beispielsweise die Handschuhe auszuziehen und Befehle am Touchscreen einzugeben, bleiben die Werkenden nah am Cobot.

„Die einfache Integration der Sprachsteuerung eröffnet neue Möglichkeiten und erhöhte Flexibilität, beispielsweise für dringende Werkzeug- und Materialanlieferungen an Arbeitsplätze mit manuellen Tätigkeiten. Zudem können so Laufwege eingespart werden“, schildert Gunnar Behnke, Senior Project Manager bei SAFELOG GmbH, die Vorteile. In seinem Gastvortrag berichtete Behnke zudem über die aktuellen Herausforderungen in der modernen Intralogistik. Die Ergebnisse der Integration wurden auch in einem Video festgehalten, das auf dem YouTube-Kanal des Fraunhofer IDMT veröffentlicht wurde: https://youtu.be/TZoWkuuO9J0.

Luftschallbasierte Prozessüberwachung in der Zerspanung

Die Effizienz von Produktionsprozessen und die Flexibilität, mit der diese an Produktvariationen angepasst werden können, sind jetzt bereits entscheidende Wettbewerbsfaktoren. Zur praktischen Optimierung von Produktionsparametern und dem sicheren autonomen Betrieb von Produktionsmaschinen sind einfach nachrüstbare und zu bedienende Prozessüberwachungssysteme notwendig. In diesem Zusammenhang stellten Fraunhofer IDMT und die Hochschule Emden/Leer aktuelle Forschungsergebnisse aus dem Bereich der Prozessüberwachung von Zerspanungsprozessen vor.

Die Forschenden haben speziell für Zerspanungsprozesse ein luftschallbasiertes Sensorsystem entwickelt. Das nachrüstbare und herstellerunabhängige System unterstützt die Werkerinnen und Werker bei der effizienten und gleichzeitig sicheren Auslegung von Bearbeitungsprozessen. Als „erweitertes Ohr“ der Bedienenden identifiziert es zuverlässig auch außerhalb der Prozesskammer regeneratives Rattern, also ein sich selbst verstärkendes Geräusch in der Interaktion von Werkzeug und Werkstück, sowie Werkzeugverschleiß oder andere Prozessanomalien. „Unsere nachrüstbare Prozessüberwachung verbindet intelligente Algorithmen mit einfacher Integrierbarkeit – individuell angepasst an die aktuellen Anforderungen automatisierter Zerspanungsprozesse“, so Dr. Jens-E. Appell, Mitgründer und Sprecher des Industriearbeitskreises und Institutsteilleiter des Fraunhofer IDMT in Oldenburg.

Überregionales Networking im Kontext Industrie

Seit vier Jahren widmet sich der AiP zentralen Fragestellungen rund um die Produktion von Morgen. „Ziel ist es regionale und überregionale Unternehmen miteinander zu vernetzen, um gemeinsam an Lösungen für die Industrie und Produktion zu arbeiten“, sagt Prof. Dr. Sven Carsten Lange von der Hochschule Emden/Leer. Er ist Mitgründer und Sprecher des Netzwerkes. Die Treffen des Arbeitskreises finden im halbjährlichen Wechsel online oder am Standort Oldenburg des Fraunhofer IDMT statt.

Wer sich für eine Mitgliedschaft im Industriearbeitskreis „Audiotechnologie für die intelligente Produktion“ interessiert, erhält nähere Informationen unter www.idmt.fraunhofer.de/de/institute/projects-products/projects/industriearbeitskreis.html oder bei AiP-Koordinator Marvin Norda (marvin.norda@idmt.fraunhofer.de).