Software statt SPS: Produktionsanlagen flexibel automatisieren

Ein zentraler Bestandteil des Messeauftritts ist ein neues Software-Framework, das die klassische speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) potenziell ersetzen könnte. Entwickelt wurde es von David Breunig und seinem Team aus dem Forschungsteam „IT-Architekturen für die Produktion“.

„Wer heute die SPS eines etablierten Herstellers kauft, macht sich abhängig von dessen Hardware, Entwicklungsumgebung und Programmiersprache – und genau das wollen wir mit unserem Software-Framework ändern“, erklärt Breunig.

Ein Demonstrator auf der Messe zeigt, wie das Framework funktioniert. Besucherinnen und Besucher können live ein Automatisierungsprojekt anlegen oder optimieren. Breunig plant mit seinem Team die Gründung eines eigenen Start-ups – die retavi GmbH – die Ende des Jahres an den Start geht.

Greifen wie ein Mensch – humanoide Manipulatoren neu gedacht

Zwar erhalten laufende humanoide Roboter viel mediale Aufmerksamkeit, doch eine Studie des IPA im Rahmen des KI-Fortschrittszentrums „Lernende Systeme und Kognitive Robotik" zeigt: Der Fokus der Industrie liegt eher auf der Greifkompetenz humanoider Roboter. Ziel ist es, Greifvorgänge mithilfe von Simulationen und Deep Reinforcement Learning schnell und intuitiv anzulernen.

Dabei kommen auch moderne Verfahren wie Imitation Learning und sogenannte Foundation-Modelle zum Einsatz. Menschlich demonstrierte Abläufe, Sprachinstruktionen und Teleoperation helfen dabei, Robotern flexibel neue Fähigkeiten zu vermitteln.

Ein Demonstrator veranschaulicht auf der Messe, wie sich diese Konzepte in der Praxis umsetzen lassen und welche Herausforderungen noch bestehen. Im Fokus: die Kombination klassischer, parametrierbarer Roboterfunktionen mit lernbasierten Ansätzen.

Laborautomation: Roboter übernehmen Routineaufgaben

Automatisierung im Labor gewinnt angesichts des Fachkräftemangels an Bedeutung. Das Fraunhofer IPA entwickelt deshalb ein Software-Kit für autonome Laborroboter, das flexibel an verschiedene Anwendungen angepasst werden kann. Ziel ist die automatisierte Durchführung monotoner, zeitintensiver Aufgaben – vom Dosieren über das Probenhandling bis hin zur Navigation im Labor.

Ein Messe-Demonstrator zeigt die automatisierte Dosierung verschieden viskoser Flüssigkeiten in definierte Zielbehälter. Perspektivisch könnten Roboter so auch komplexe Laborprozesse eigenständig durchführen – von der Probenbeschaffung bis hin zur Durchführung ganzer Experimente.

Sicherheit bei Mensch-Roboter-Kollaboration automatisieren

Mit dem Tool "CARA" stellt das IPA eine Lösung vor, die den Sicherheitsplanungsprozess für neue Anlagen vereinfacht. Auf Basis von 3D-Simulationen können Risiken wie Kollisionen oder Klemmgefahren erkannt und gezielte Maßnahmen vorgeschlagen werden.

Unterstützt wird das Tool durch automatisiert erstellte Kollisionsmodelle, mit denen sich die zulässige Performance von Robotern unter Sicherheitsaspekten bereits in der Planungsphase realistisch abschätzen lässt.

Programmieren ohne Programmierkenntnisse

Wie intuitive Roboterprogrammierung bei hoher Variantenvielfalt möglich wird, demonstriert das Fraunhofer IPA mit einer neuen Benutzeroberfläche. In einer simulierten Demontageanwendung lassen sich Roboterfähigkeiten – sogenannte Skills – aus dem hauseigenen Softwarebaukasten „pitasc" ohne Programmierkenntnisse zu vollständigen Aufgaben kombinieren.

Reinraumtauglich

Mit "2ndSCIN^®" präsentiert das Fraunhofer IPA eine textile Schutzumhüllung, die Roboter und Automatisierungskomponenten für den Einsatz in ultrareinen Produktionsumgebungen qualifiziert. Die Hülle ist sensorisch ausgestattet, mehrschichtig und durchlässig. Sie ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung und sogar Sterilisation durch spezielle Gase in den Zwischenräumen.

"2ndSCIN^®" ist extrem variabel im Aufbau, sodass wir individuelle Bedarfe umsetzen können. So adressieren wir viele Anforderungen an reinheitstaugliche Schutzhüllen für Reinraumkomponenten, die bisherige Produkte nicht erfüllen“, erläutert Udo Gommel, Geschäftsbereichsleiter Kontaminationskritische Produktion.

Ergänzend informiert das IPA über das Prüfzeichen "Tested Device^®", das für Reinheitsprüfungen u. a. unter atmosphärischen, trockenen und Vakuumbedingungen vergeben wird.

Gemeinschaftsstand auf der Automatica

Neben dem Hauptstand in Halle A4 ist das Fraunhofer IPA auch auf dem Gemeinschaftsstand der "Cross Zone" (Halle A3) vertreten. Besucherinnen und Besucher erwartet dort der "Visual Robustness Explorer" sowie zahlreiche Vorträge rund um KI und Automatisierung.

Ausgewählte Vorträge

• 24. Juni 2025, 14:20 – 15:00 Uhr: Werner Kraus – „KI-basierte Robotik: Technologie- und Markttrends“ (Forum Lasers and Optics, Halle A2, Stand 561)
• 25. Juni 2025, 14:20 – 14:35 Uhr: Tobias Schäfle – „Self-learning robots & Robot Foundation Models“ (Cross Zone)
• 26. Juni 2025, 10:00 – 11:00 Uhr: Malte Volkwein – „Automatization in the hospital“ (Summit Stage, Halle B4, Stand 331)
• 26. Juni 2025, 12:00 – 12:20 Uhr: Werner Kraus – „Photonics meets Robotics: AI Success Stories“ (Halle A3, Stand 433)

Quelle: Fraunhofer IPA