Mobile Roboter 16. Okt 2020 von Martin Ciupek

Vorreiter für das autonome Fahren im Straßenverkehr

Während autonomes Fahren in Straßenverkehr noch einige Hürden zu überwinden hat, spielt es in der mobilen Robotik bereits eine ernst zu nehmende Rolle. Hier wachsen Fähigkeiten unterschiedlicher Technologien zusammen.


Foto: EDAG Group

Eigentlich entwickelt die EDAG Group aus Fulda Komponenten und Fahrzeugkonzepte für die Automobilbranche. Anlässlich seines „Tech Summit 2020“ will der Entwicklungsdienstleister am 26. Oktober 2020 erstmals den Prototypen seines weiterentwickelten „CityBots“ vorstellen. Das kleine Roboterfahrzeug vereint Lösungen aus den Disziplinen Künstliche Intelligenz, autonomes Fahren, Robotik und der Planung von Bewegungsbahnen – Fachleute sprechen auch von Trajektorienplanung. Das Konzept, das als Prototyp auf der Internationalen Automobilausstellung (IAA) 2019 vorgestellt wurde, erinnert eher an fahrerlose Transportsysteme (FTS), wie sie bereits in vielen Fabriken eingesetzt werden, als an einen Pkw. Die EDAG Group spricht dagegen von einem Mobilitätskonzept, mit dem der Entwicklungsdienstleister seine Kompetenzen in den Zukunftsfeldern einer vernetzten und digitalisierten Mobilität unter Beweis stellen möchte.

Mobilroboter mit Nutzmodulen

Die EDAG CityBots sind vernetzte, autonom fahrende Roboterfahrzeuge, an die unterschiedliche Nutzmodule wie Anhänger- und Rucksackmodule gekoppelt werden. Damit sollen alle Transport- und Arbeitssituationen im urbanen oder industriellen Bereich gemeistert werden können. Das Unternehmen sieht sie als integralen Bestandteil eines bedarfsorientierten und ganzheitlichen Verkehrssystems. Permanent in Bewegung sollen die mobilen Roboter vielfältige Aufgaben erledigen und logistische Prozesse in der Smart City intelligent verzahnen und effizient aufeinander abstimmen.

Für seine Technologietage hat EDAG die CityBots als Müllsammler ausgerüstet. Sie sollen auf einer Laborfläche – das Unternehmen spricht auch vom Playground – ihre Funktionalität unter Beweis stellen. Fachbesucher sollen sich dann persönlich am Standort in Fulda oder via Livestream selbst einen Eindruck machen können. Mit seiner neuartigen Trajektorienplanung und Eigenlokalisierung soll sich der mobile Roboter autonom auf dem Playground bewegen und das identifizierte Müllobjekt punktgenau ansteuern. Auf Basis von KI-Technik und maschinellem Lernen haben die Spezialisten von EDAG eine Objekterkennung entwickelt, die Objekte wie ein Papierknäuel, eine Getränkedose oder eine Flasche zu identifizieren und mit dem Roboterarm gezielt greifen kann. Anschließend werden sie sortengerecht in mitgeführten Behältern abgelegt.

Manövrieren auf engem Raum

Da solche Serviceroboter oft auf engstem Raum agieren müssen, hat der Entwicklungsdienstleister beim Fahrwerk- und Antriebskonzept Wert auf eine höchstmögliche Wendigkeit gelegt. Das Ergebnis: Der CityBot beherrscht neben der geradeaus- und Kurvenfahrt auch die Diagonal- und Querfahrt. Darüber hinaus kann er bei Bedarf wie ein Kettenfahrzeug auf der Stelle drehen.

Für EDAG ist der CityBot damit ein Kompetenzträger, der gleichzeitig den erfolgreichen Transformationsprozess der Unternehmensgruppe repräsentieren soll. „Wir sind stolz darauf, mit dem KI-Prototyp die Vision unseres ganzheitlichen Mobilitätskonzepts ,EDAG CityBot‘ auch technisch untermauert zu haben“, sagt Cosimo De Carlo, CEO der EDAG Group im Vorfeld des Tech Summit 2020.

Auch wenn das Unternehmen dabei vor allem seine Kompetenz in Sachen Digitalisierung der Mobilität verdeutlichen möchte, soll das CityBot-Konzept kontinuierlich weiterentwickelt werden. Vorgesehen ist ein erster Einsatz in einem sogenannten „Living Laboratory“. Dazu ist das Engineering-Unternehmen bereits mit einer spanischen Großstadt in konkreten Verhandlungen. Bis 2025 möchte die EDAG Group seine CityBots auch fit für industrielle Anwendungen machen. Angedacht sind Einsätze auf Flughäfen oder in der Distribution und Logistik, wo im Gegensatz zum Stadtverkehr kein Mischverkehr vorherrscht und die Einflussfaktoren beherrschbarer als im realen Stadtbetrieb erscheinen.

Breit gefächerter Markt

Der Automobildienstleister trifft in den Anwendungsbereichen allerdings auf große Konkurrenz. Denn auf dem Gebiet der fahrerlosen Transportsysteme (FTS) haben sich längst einige Hersteller etabliert. Das sind teilweise Unternehmen, die aus der Lagerlogistik oder der Robotik kommen. Sie müssen dabei nicht einmal eigene Navigationslösungen für ihre Fahrzeuge haben. Das wurde Anfang Oktober beim Manufacturing Day des Schweizer Spezialisten für industrielle Navigationsaufgaben Bluebotics deutlich. Die Aufgaben der Maschinen sind dabei sehr vielfältig. Bis zu 30 t Last können beispielsweise FTS des Herstellers ATS transportieren. Die autonomen Arbeitspferde sind dabei selbst je sechs Tonnen schwer und rund fünf Meter lang. Eingesetzt werden sie in dem riesigen Stahlwerk von Acerinox im Spanischen Palmones, wo sie große Rollen mit dickem Stahlblech (Stahlcoils) zwischen verschiedenen Gebäuden transportieren.

Ganz anders sind dagegen die Anforderungen in der Halbleiterfertigung, die durch die autonomen Fahrzeuge in der Schweiz bei Hitachi ABB Power Grids in Lenzburg vollständig automatisiert werden konnte. Im Rahmen des Projekts Genesis transferieren dort nun modifizierte Versionen des reinraumtauglichen FTS mini von BlueBotics Materialien zwischen den Robotern in der Halbleiterfertigung.

Auch in der Automobilproduktion wird längst autonom gefahren. Der zum VW-Konzern gehörende spanische Hersteller Seat setzt in seinem Werk in Martorell 125 FTS ein, die die 7000 Beschäftigten unterstützen. Dabei bewegen die mobilen Helfer laut BlueBotics täglich 23 800 Teile. Einige der FTS werden dabei von einer Differenzialkinematik angetrieben. Insgesamt legt die Flotte allein an diesem Standort pro Jahr gut 400 000 Kilometer zurück und erspart ihren menschlichen Kollegen damit viele Millionen Schritte. Seat schätzt, dass seine gemischte FTS-Flotte die Produktionszeiten um 25 % reduziert hat.

Vernetzte Lieferprozesse

Bei dem US-Unternehmen Gecom Corporation unterstützen die mobilen Systeme die Warenlogistik im Werk. Der Automobilzulieferer setzt fünf autonome Hubwagen der Marke Nipper ein. Die flachen Fahrzeuge heben Wannen mit Bauteilen an und liefern sie automatisch vom Lager zu den Montagelinien. Am Ende werden die leeren Wannen wieder selbstständig zurücktransportiert. Über einen Tablet-PC können die Teamleiter die Einsätze überwachen und auch steuern. Gleichzeitig haben die Mitarbeiter damit beispielsweise die laufenden Chargen im Blick.

Auch bekannte Hustenbonbons fahren mitunter bereits autonom durch die Fabrik, zumindest am Hauptsitz von Ricola in der Schweiz. Dort arbeiten zwei FTS des Herstellers Stöcklin vom Typ Eagle-ANT. Sie transportieren die Paletten mit Fertigprodukten. Statt monoton Paletten zu bewegen, können die Mitarbeiter in dieser Produktionsstätte anspruchsvollere Arbeiten verrichten und einen Mehrwert für das Unternehmen erbringen.

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