Entwicklung von autonomen Greifersystemen

Projektkurzbeschreibung

Die Handhabung biegeschlaffer Materialien wie Textilien, Leder und Folien stellt eine große Herausforderung in der Textil- und Konfektionsindustrie dar. Besonders die effiziente Handhabung von Multimaterial-Lagenstapeln, etwa beim Stapeln, Entstapeln und Greifen einzelner Lagen, erfolgt häufig manuell oder nur teilautomatisiert [1]. Vor diesem Hintergrund zielt das Forschungsprojekt auf die Entwicklung eines autonomen Greifersystems ab, das die Handhabung dieser Materialien automatisieren und optimieren soll.

Im Rahmen des ZIM CryoTec Projekts haben das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) und die Technische Hochschule Wildau bereits an  innovativen Lösungen für das Handling biegeschlaffer Materialien gearbeitet [2]. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen soll nun ein intelligentes, modulares Greifersystem entwickelt werden, das textile Flächengebilde effizient greifen, positionieren und transportieren kann. Das System soll unabhängig von Materialart und Geometrie eine zuverlässige Handhabung gewährleisten.

Das Projekt umfasst mehrere Arbeitspakete zur Entwicklung eines flexiblen, autonomen Greifersystems. Zunächst erfolgt die Systematisierung der Anforderungen, um die spezifischen Bedürfnisse an das Greifersystem zu definieren. Daraufhin wird eine Charakterisierung der Materialien durchgeführt, um deren Eigenschaften und Interaktion mit
Greiftechnologien zu verstehen.

In der Konzeptentwicklung des Greifersystems wird eine anpassungsfähige Testumgebung entworfen. Anschließend wird ein definierter Eigenschafts- und Merkmalsraum erarbeitet, der für die experimentelle Untersuchung der Material- und Greifkraftbeziehungen genutzt wird. Basierend auf diesen Daten erfolgt eine intelligente Greiferauswahl durch KI-gestützte Algorithmen sowie eine Greiferparameteroptimierung. Damit wird ein selbstlernendes System entwickelt, das die Greifprozesse und Materialerkennung kontinuierlich überwacht und an veränderte Bedingungen anpasst.

Ein wichtiger Meilenstein ist die abgeschlossene KI-Modellentwicklung, gefolgt von der Erarbeitung der Schnittstellen sowie einer interoperablen Steuerungs- und Softwarearchitektur. Schließlich wird das entwickelte System in einer Demonstration präsentiert, um seine Praxistauglichkeit zu evaluieren.

Das entwickelte Greifersystem wird vor allem für den Transport zwischen Fertigungsstationen sowie zur Positionierung in der textilen Montage von technischen und Bekleidungstextilien eingesetzt. Es trägt dazu bei, die Prozesskette in der Textil- und Konfektionsindustrie signifikant zu automatisieren und zu optimieren. Darüber hinaus verringert die Innovation den manuellen Arbeitsaufwand, erhöht die Ergonomie am Arbeitsplatz und senkt nachhaltig die Produktionskosten.

Durch die Verbesserung der Prozesssicherheit und Effizienz leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Automatisierung der Textilindustrie. Ziel ist es, die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Textil- und Konfektionsbranche, insbesondere kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU), zu steigern und neue Marktpotenziale zu erschließen. Gleichzeitig wird durch optimierte Arbeitsbedingungen und erhöhte Nachhaltigkeit ein bedeutender Beitrag zur modernen und ergonomischen Gestaltung der Industrie geleistet.

[1] J. Reiff-Stephan, “Automatisierte Handhabung biegeschlaffer Materialien,” TH Wildau Wissenschaftliche Beiträge, vol. 2013, pp. 72–76, 2013.

[2] T. El Ghayed, C. Falk, S. Wilbers, R. van de Sand und J. Reiff-Stephan, „Modellansatz zur Prozessoptimierung beim hydroadhäsiven Greifen“, 19. AALE-Konferenz,
Luxemburg, 2023.

Laufzeit

11/24 - 10/26

Gefördert durch: