Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Griff ins Osterkörbchen: Industrieroboter palettiert Ostereier

26.03.2013
Master-Studierende der Hochschule Osnabrück programmieren einen Roboter so, dass er selbsttätig Ostereier aus einem Körbchen greift und dann in eine Eierpackung einsortiert: Ein studentisches Projekt mit hohem Spaßfaktor – und genau so hohen Anforderungen an technisches Wissen aus unterschiedlichen Disziplinen.

„Ei, Ei, ab in die Eierpalette!“ heißt es dieses Ostern im Labor für Regelungstechnik und digitale Signalverarbeitung 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.


Gleich landet auch das rote Ei in der Packung: Der Industrieroboter aus dem Labor für Regelungstechnik und digitale Signalverarbeitung an der HS Osnabrück wurde von Mechatronik-Studierenden für diese Aufgabe programmiert.

„Genauer gesagt, sind dafür sogar mehrere Programme und viele einzelne Schritte notwendig“, sagt Sebastian Werning. Mit seinen Kommilitonen Alexander Krieger, Insa Maßmann und Matthias Speer hat er im Seminar „Mechatronik“ das Projekt „3D-Erkennung von ungeordneten Objekten für eine Roboteranwendung“ bearbeitet. Andere Studierende befassten sich mit der Datenübertragung an Lokomotiven über Schienen, der Automatisierung der heutzutage noch manuell betriebenen Produktion von Fahrradständern oder einem anderen der insgesamt zwölf Mechatronik-Projekte.

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 Prof. Dr. Benno Lammen, Sprecher des Master-Studiengangs „Mechatronic Systems Engineering“ (MSE) an der Hochschule 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.

Um seinen Studierenden zu zeigen, wie viel Spaß in der anspruchsvollen Schnittstellendisziplin Mechatronik steckt, hat sich Prof. Lammen mit seinem Kollegen, dem Diplom-Ingenieur 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.
Die Studierenden haben dafür 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 einem Bildverarbeitungsprogramm „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.

„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.“

Rund 160 Stunden hat jedes Teammitglied in die Lösung investiert. „Wir alle haben von zu Hause in Einzelarbeit einen immensen Programmieraufwand bewältigt“, erzählt Sebastian Werning. Bis zu dreimal wöchentlich hat sich seine Projektgruppe im Labor getroffen, die aktualisierte Software eingespielt und getestet und dann die nächsten Schritte besprochen. Jedes Teammitglied hatte einen eigenen Schwerpunkt: Insa und Matthias befassten sich mit der Programmierung des Roboters, während sich Alexander und Sebastian mit der Bildverarbeitung, der Objekterkennung und der Hauptablauf-Routine auseinandersetzten. Zugute kam dem Team, dass alle vier künftigen Mechatronik-Master unterschiedliche Vorbildung haben: Sie besitzen Bachelor-Abschlüsse in Technischer Informatik, im Wirtschaftsingenieurwesen sowie in zwei verschiedenen Elektrotechnik-Fachrichtungen: „Automatisierungs- und Energietechnik“ sowie „Elektronik und Kommunikation“. Auch das ist typisch für den Master MSE, der auch Absolventen anderer Programme, z. B. Maschinenbau, offen steht.

„Das Arbeiten mit einem solch komplexen Gesamtsystem – Roboter, Kameras und die Software – war sehr interessant für mich“, sagt Andreas Krieger. Matthias Speer freut sich über „erweiterte Kenntnisse sowohl in der Roboterprogrammierung als auch in der Bildverarbeitung – aber auch darüber, mit einem tollen Team etwas Innovatives geschaffen zu haben“. Sebastian Werning schließt sich seinen Kommilitonen an: „Die Kombination aus einer selbstentwickelten Bildverarbeitung zur Erkennung von Eiern mit Hilfe mehrerer günstiger 3D-Kameras einerseits und der Projizierung der gewonnenen Informationen auf die Bewegungsabläufe des Roboters andererseits hat mich fasziniert.“

Auch in der Bewertung des Mechatronik-Masters an der Hochschule Osnabrück sind sich die Kommilitonen einig: „Anhand solcher Projekte kann man im MSE-Studiengang viel Neues lernen und hat die Möglichkeit, neben der Theorie aus den Vorlesungen, praxisnahe Problemstellungen zu bearbeiten. Das macht diesen Master besonders interessant, abwechslungsreich und empfehlenswert. Er vereint eine Vielzahl an Disziplinen und bietet uns Studierenden die Möglichkeit herauszufinden, welches der Themengebiete einen persönlich am meisten interessiert.“ Zudem bietet das sogenannte „flexible Master-Studium“ die Gelegenheit, als wissenschaftlicher Mitarbeiter in einem Forschungsprojekt der Hochschule oder auch in einem Unternehmen nebenbei Praxiserfahrungen zu sammeln und Geld zu verdienen. Weitere Informationen zum Studiengang Mechatronic Systems Engineering gibt es im Internet: www.ecs.hs-osnabrueck.de – Studium. Und wer sich die Palettierung der Ostereier mit einem Roboter anschauen möchte, findet einen Film unter www.ecs.hs-osnabrueck.de/35104.html.

Lidia Uffmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.ecs.hs-osnabrueck.de
http://www.ecs.hs-osnabrueck.de/35104.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Interdisziplinäre Forschung:

nachricht Wie formen autonome Fahrzeuge die Städte der Zukunft?
31.01.2017 | Daimler und Benz Stiftung

nachricht Der «Attraction Effect»: So lässt sich unser Gehirn beeinflussen
30.01.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Interdisziplinäre Forschung >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Im Focus: Breakthrough with a chain of gold atoms

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

In the field of nanoscience, an international team of physicists with participants from Konstanz has achieved a breakthrough in understanding heat transport

Im Focus: Hoch wirksamer Malaria-Impfstoff erfolgreich getestet

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Tübinger Wissenschaftler erreichen Impfschutz von bis zu 100 Prozent – Lebendimpfstoff unter kontrollierten Bedingungen eingesetzt

Im Focus: Sensoren mit Adlerblick

Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der...

Im Focus: Weltweit genaueste und stabilste transportable optische Uhr

Optische Strontiumuhr der PTB in einem PKW-Anhänger – für geodätische Untersuchungen, weltweite Uhrenvergleiche und schließlich auch eine neue SI-Sekunde

Optische Uhren sind noch genauer als die Cäsium-Atomuhren, die gegenwärtig die Zeit „machen“. Außerdem benötigen sie nur ein Hundertstel der Messdauer, um eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

ANIM in Wien mit 1.330 Teilnehmern gestartet

17.02.2017 | Veranstaltungen

Ökologischer Landbau: Experten diskutieren Beitrag zum Grundwasserschutz

17.02.2017 | Veranstaltungen

Von DigiCash bis Bitcoin

16.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Stammzellen verlassen Blutgefäße in strömungsarmen Zonen des Knochenmarks

17.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

LODENFREY setzt auf das Workforce Mangement von GFOS

17.02.2017 | Unternehmensmeldung

50 Jahre JULABO : Erfahrung – Können & Weiterentwicklung!

17.02.2017 | Unternehmensmeldung