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Dienstag, 27.09.2016
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Roboter-Hilfe für den Osterhasen

Umprogrammierter Industrieroboter macht die bunten Ostereier transportklar

Der Osterhase braucht sich in diesem Jahr keine Sorgen um die Auslieferung seiner Ostereier machen. Denn er bekommt technische Unterstützung: Ein Roboter bereitet die bunten Eier auf den Transport vor, indem er sie palettiert. Die Paletten muss sich der sicher gestresste Hase dann nur noch abholen, einladen und die Eier an die Kinder verteilen. Zu verdanken hat er diese technische Neuerung einigen Studenten der Hochschule Osnabrück. Sie programmierten in einem Master-Projekt einen Industrieroboter so, dass er bunte Ostereier aus einem Osterkörbchen auf Industrie-Paletten sortiert - wie praktisch für den Hasen. Einzige Überraschung: Bis jetzt hat der Hase das Hilfsangebot noch nicht in Anspruch genommen.

Der umprogrammierte Industrieroboter sortiert Ostereier ein

„Ei, Ei, ab in die Eierpalette!“ heißt es dieses Ostern an der Hochschule Osnabrück. Dort kann man dieser Tage einen orangefarbenen Industrieroboter bestaunen, der sich vorsichtig einem Osterkörbchen nähert, dort das oberste Ei ansaugt und es nach mehreren Drehungen des Roboterarms behutsam in einer Eierpackung versenkt. Eier palettieren: Für diese Aufgabe, die bereits Dreijährige mit Leichtigkeit erledigen würden, benötigt ein Roboter ein ausgefeiltes Programm. „Genauer gesagt, sind dafür sogar mehrere Programme und viele einzelne Schritte notwendig“, sagt Sebastian Werning. Mit seinen Kommilitonen hat er im Seminar „Mechatronik“ das Projekt bearbeitet.

Farbiges Tiefenbild zeigt de Roboter die Lage der Eier


Die Studierenden haben für ihr Projekt zwei handelsübliche Kinect-Kameras eingesetzt, die ein dreidimensionales Tiefenbild der Eier im Körbchen liefern. Die tiefste Stelle wird dabei dunkelblau angezeigt, die höchste Stelle dunkelrot. Dank eines Bildverarbeitungsprogramms erkennt der Roboter so, welches Ei wie liegt, und kann das oberste Ei mit einem Sauger greifen. Im zweiten Schritt wird durch ein weiteres Programm die Ausrichtung des Eis ermittelt und daraus die nötigen Bewegungen des Roboterarms abgeleitet, um das Ei vertikal auszurichten. Die passende Position zum Einsortieren in die Eierpackung liegt nun vor. Dann muss der Roboter noch einen freien Platz in der Packung berechnen und das Ei dorthin platzieren. Neben einer pfiffigen Anwendung zu Ostern wird so gezeigt, dass das System empfindliche Werkstücke verarbeiten kann.

Der Roboter ist so programmiert, dass er die Lage der Eier "erkennt".

Der Roboter ist so programmiert, dass er die Lage der Eier "erkennt".

Vom Griff in die Kiste zum Osterkörbchen


Um seinen Studierenden zu zeigen, wie viel Spaß in der anspruchsvollen Schnittstellendisziplin Mechatronik steckt, hat sich Benno Lammen, Sprecher des Master-Studiengangs „Mechatronic Systems Engineering“ (MSE) in Osnabrück, gemeinsam mit Heinz-Hermann Hillbrand die knifflige Ostereier-Aufgabe einfallen lassen. „Dahinter steckt eine Problemstellung aus der Robotertechnik, der sogenannte ‚Griff in die Kiste‘. Ein Roboter soll dabei Objekte, die chaotisch in einer Kiste liegen, greifen und vereinzeln“, erklärt der Professor für Mechatronik. Dies sei eine schwierige Aufgabe, da die Lage der Objekte vorab nicht bekannt ist und mittels 3D-Sensorik bestimmt werden müsse.


„Aus dem ‚Griff in die Kiste‘ haben unsere vier Studierenden den ‚Griff ins Osterkörbchen‘ gemacht“, scherzt Lammen sichtlich froh darüber, dass das Team seine schwierige Aufgabe erfolgreich gelöst hat. Zwar hat der Laboringenieur Hillbrand die Mechatronik-Studierenden in die Thematik eingearbeitet – allzu viele Tipps gab es von ihm aber nicht. „Sehen – begreifen – entwickeln: darum geht es oft bei technischen Neuerungen“, sagt er. „Wenn ein Problem erkannt und die Aufgabe verstanden wurde, müssen Ingenieure oft verschiedene Wege ausprobieren, bis die Lösung funktioniert. Für uns Projektbetreuer heißt es dann: eigenständige Arbeit ermöglichen und nicht zu viel eingreifen.“

Mechatronik ist in vielen Bereichen der Schlüssel für technologische Innovationen: Ob in modernen Industrierobotern, Flugzeugen oder Autos: Überall dort, wo Daten und Signale erfasst, automatisch verarbeitet und in Bewegungen umgesetzt werden, kommt Mechatronik zum Einsatz. „Das Spannende an dieser recht neuen Ingenieurdisziplin ist das Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Informatik“, sagt Benno Lammen, Sprecher des Master-Studiengangs „Mechatronic Systems Engineering“ (MSE) in Osnabrück. Dort werden „Querdenker“ ausgebildet, die sich in unterschiedlichen Ingenieurbereichen auskennen und später in Entwicklungsabteilungen von Unternehmen oder in Forschungsinstituten mit ungewöhnlichen Ideen für Innovationen sorgen.
(Hochschule Osnabrück, 27.03.2013 - KBE)
 
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