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Robotiklabor (G003)

Das Robotiklabor ist eine zentrale Einrichtung für Übungen, Praktika, Projekte und Abschlussarbeiten der produktionsnahen Studiengänge an der TH Ingolstadt. Darüber hinaus kann es für experimentelle Untersuchungen im Rahmen von Forschungsprojekten genutzt werden. Die inhaltlichen Schwerpunkte des Labors liegen in der Robotik, der Automatisierungstechnik und der industriellen Bildverarbeitung. Weiterhin wird das Labor für Transferaktivitäten eingesetzt.

Ziele und Idee

Das Robotiklabor hat eine Fläche von ca. 200 m². Es befindet sich hier eine Roboterzelle mit zwei KUKA kooperierenden Industrierobotern hoher Traglast: Diese sind für Schweiß- und Fügeanwendungen sowie Handhabungsaufgaben vorgesehen. Weiterhin ist das Labor mit verschiedenen MRK-fähigen Robotern (auch Cobots genannt) ausgestattet. Mithilfe der vorhandenen Sensorik, Roboterwerkzeugen und KI-Methoden können Roboterapplikationen sowie Kooperationen mit Menschen realisiert werden. Des Weiteren sind verschiedene mobile Roboterplattformen und Serviceroboter im Einsatz.

  1. Etablierung der Mensch-Roboter-Kollaboration durch moderne Ausrüstung.

  2. Franka Emika mit integrierten physischen Interaktionsfunktionen für innovative KI- und Robotikforschung.

  3. Mit dem KUKA LBR4+ können Mensch und Roboter feinfühlige Aufgaben in enger Kooperation gemeinsam realisieren.

  4. Im Robotiklabor haben Studenten die Gelegenheit, sowohl konventionelle Roboteranlagen als auch Cobots kennenzulernen.

  5. Das Robotiklabor liegt neben einer Grünfläche und Wiese, die Studierende für Teamarbeit und Erholung nutzen können.

  6. Der Turtlebot3 ermöglicht es den Studierenden, ihre Expertise auf dem Gebiet der mobilen Robotik und ROS zu demonstrieren.

  7. Durch den Einsatz künstlicher Intelligenz können Roboter lernen, das Spiel "Heißen Draht" zu spielen.

  8. Roboterzelle mit zwei kooperierenden KUKA-Industrierobotern zur Entwicklung und Erprobung von Schweiß-, Füge- und Handhabungsaufgaben mit hoher Traglast.

  9. In ehrenvollem Gedenken an unseren geschätzten Professor Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schmidt, der nicht nur den Studiengang Robotik, sondern auch mit großem Engagement unser Labor aufgebaut hat.

  10. NAO ist ein humanoider Roboter für Bildung, Forschung und soziale Interaktionen.

  11. AIBO, der Roboterhund, erkennt Sprachbefehle, erkundet die Umgebung mit einer eingebauten Kamera und ermöglicht interaktive Aktionen.

  12. Die mechatronische Lernfabrik von Festo simuliert Produktionsaufgaben und bietet eine Lernumgebung für Mechatronik und Automatisierungstechnik.

Laborausstattung und Aktivitäten

Geräte und Funktion

Das Robotiklabor verfügt über verschiedene Arten von Robotern:

  • zwei klassische KUKA-Industrieroboter KR 240 (in Form des Doppelrobotersystems) ausgestattet mit einer Schweißanlage
  • Mitsubishi Industrieroboter MELFA RV-2SDB
  • Cobot: Franka Emika Research Roboter
  • Cobot: Universal Robots UR5
  • Cobot: Universal Robots UR7
  • Cobot: KUKA LBR4+
  • Mobiler Roboter: Unitree A1
  • Mobiler Roboter: Unitree Go2-W
  • Mobiler Roboter: Agilexbot Ranger Mini 3.0
  • mehrere mobile Roboterplattformen TurtleBot3
  • „Digitale Lernfabrik“ mit sieben Siemens-Simatic-S7-SPS inklusive verschiedener Sensoren und Aktoren
  • 3D-Drucker: Ultimaker S5
  • Sechs industrielle Kameras iDS UI-3240ML-C-HQ
  • Kamerabasiertes (4 x Basler ace 2a2A2448-23gcPRO) Indoor-Navigationssystem
  • zwei moderne 3D-Kameras (OAK-D) mit integriertem Prozessor für KI-Anwendungen
  • verschiedene Greifer
  • ein humanoider Roboter NAO
  • vier Hunde-Roboter Sony AIBO

Mit diesen Robotern realisieren wir zum einen klassische Füge- und Montageaufgaben aus der industriellen Produktion, zum anderen aber auch neuartige Anwendungen, bei denen die Zusammenarbeit mehrerer Roboter als auch die Zusammenarbeit mit dem Menschen im Mittelpunkt stehen. Für die zuletzt genannten Anwendungen ist die Sensorik von großer Bedeutung; erst durch eine Vielzahl an Sensoren (Kameras, Kraftsensoren, taktile Sensoren) werden Roboter in die Lage versetzt, in wechselnden Situationen "intelligent" zu agieren und zu reagieren.
Neben den Robotern selbst sind auch die Greifer bzw. Roboterhände wichtig. Das Labor verfügt über eine Dreifinger-Greifhand der Fa. Schunk, deren Finger mit taktilen Sensoren ausgestattet sind und daher Gegenstände und deren Form erfühlen können.

Mechatronische Lernfabrik:
Für die Lehre und Forschung in der Steuerungs- und Automatisierungstechnik ist das Labor mit einer mechatronischen Lernfabrik der Fa. Festo didactic ausgestattet. Diese Lernfabrik simuliert Produktionsaufgaben, indem Werkstücke mit RFID-Tags auf Transportbändern zu Bearbeitungsstationen geführt werden, an denen eine echte oder simulierte Wertschöpfung stattfindet (z.B. Messen, Montieren, Bohren, Wenden, Lagern, Aussondern usw.); ein sechsachsiger Roboter ist Teil der Lernfabrik. Die Lernfabrik verfügt über 5 SPS-7, welche die Stationen per ProfiBus und ProfiNet steuern. Die Topologie der Lernfabrik kann jederzeit geändert werden, so dass verschiedene Konfigurationen einer Produktionslinie simuliert werden können. Alle Steuerungsaufgaben einschließlich der Roboterprogramme können mit Hilfe der Software CIROS simuliert und visualisiert werden, so dass eine schrittweise "virtuelle Inbetriebnahme" einer neuen Fertigungsaufgabe möglich ist.

Geräte und Funktion

Das Robotiklabor verfügt über verschiedene Arten von Robotern:

  • zwei klassische KUKA-Industrieroboter KR 240 (in Form des Doppelrobotersystems) ausgestattet mit einer Schweißanlage
  • Mitsubishi Industrieroboter MELFA RV-2SDB
  • Cobot: Franka Emika Research Roboter
  • Cobot: Universal Robots UR5
  • Cobot: Universal Robots UR7
  • Cobot: KUKA LBR4+
  • Mobiler Roboter: Unitree A1
  • Mobiler Roboter: Unitree Go2-W
  • Mobiler Roboter: Agilexbot Ranger Mini 3.0
  • mehrere mobile Roboterplattformen TurtleBot3
  • „Digitale Lernfabrik“ mit sieben Siemens-Simatic-S7-SPS inklusive verschiedener Sensoren und Aktoren
  • 3D-Drucker: Ultimaker S5
  • Sechs industrielle Kameras iDS UI-3240ML-C-HQ
  • Kamerabasiertes (4 x Basler ace 2a2A2448-23gcPRO) Indoor-Navigationssystem
  • zwei moderne 3D-Kameras (OAK-D) mit integriertem Prozessor für KI-Anwendungen
  • verschiedene Greifer
  • ein humanoider Roboter NAO
  • vier Hunde-Roboter Sony AIBO


Mit diesen Robotern realisieren wir zum einen klassische Füge- und Montageaufgaben aus der industriellen Produktion, zum anderen aber auch neuartige Anwendungen, bei denen die Zusammenarbeit mehrerer Roboter als auch die Zusammenarbeit mit dem Menschen im Mittelpunkt stehen. Für die zuletzt genannten Anwendungen ist die Sensorik von großer Bedeutung; erst durch eine Vielzahl an Sensoren (Kameras, Kraftsensoren, taktile Sensoren) werden Roboter in die Lage versetzt, in wechselnden Situationen "intelligent" zu agieren und zu reagieren.
Neben den Robotern selbst sind auch die Greifer bzw. Roboterhände wichtig. Das Labor verfügt über eine Dreifinger-Greifhand der Fa. Schunk, deren Finger mit taktilen Sensoren ausgestattet sind und daher Gegenstände und deren Form erfühlen können.

Mechatronische Lernfabrik:
Für die Lehre und Forschung in der Steuerungs- und Automatisierungstechnik ist das Labor mit einer mechatronischen Lernfabrik der Fa. Festo didactic ausgestattet. Diese Lernfabrik simuliert Produktionsaufgaben, indem Werkstücke mit RFID-Tags auf Transportbändern zu Bearbeitungsstationen geführt werden, an denen eine echte oder simulierte Wertschöpfung stattfindet (z.B. Messen, Montieren, Bohren, Wenden, Lagern, Aussondern usw.); ein sechsachsiger Roboter ist Teil der Lernfabrik. Die Lernfabrik verfügt über 5 SPS-7, welche die Stationen per ProfiBus und ProfiNet steuern. Die Topologie der Lernfabrik kann jederzeit geändert werden, so dass verschiedene Konfigurationen einer Produktionslinie simuliert werden können. Alle Steuerungsaufgaben einschließlich der Roboterprogramme können mit Hilfe der Software CIROS simuliert und visualisiert werden, so dass eine schrittweise "virtuelle Inbetriebnahme" einer neuen Fertigungsaufgabe möglich ist.

Laborleitung

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