Roboter sind aus industriellen Arbeitsschritten nicht mehr wegzudenken. Bislang wurden die Maschinen allerdings den Menschen, die in den Werkhallen arbeiten, schnell gefährlich, denn sie konnten auf ihr Umfeld nur unzureichend oder gar nicht reagieren. Deswegen waren die Roboter in der Vergangenheit meist hinter einem Schutzzaun aktiv und sicher von den Werkern getrennt. Die Gefahr war einfach zu groß, dass die Roboter einen Menschen, der in der Nähe arbeitet, verletzen.
Inzwischen haben die stählernen Gehilfen ihren Käfig verlassen. Eine neue Generation von sogenannten „sicheren Robotern“ können fühlen, sehen und sind nachgiebig in ihren Bewegungen. Die Modelle sind grundsätzlich anders gebaut als die klassischen Industrieroboter und wurden ausdrücklich für die Zusammenarbeit mit dem Menschen konstruiert. Mit einem speziellen Projekt unterstützt Prof. Matthias Althoff von der TU München diese Entwicklung und hat dafür ein Baukasten-Prinzip mit dem Namen „Improv“ entwickelt. Mit diesem Set können sichere Roboter einfach aus verschiedenen Bauteilen zusammengesetzt werden. Die Module lassen sich nach eigenen Angaben nahezu beliebig miteinander verbinden. Dadurch können Unternehmen ihre Roboter individuell für die jeweilige Aufgabe zusammenstellen. Ebenso lassen sich beschädigte Teile einfach austauschen. Prof. Althoff hat sein neues System vor kurzem im Fachmagazin „Science Robotics“ vorgestellt.
Roboter, die sich aus einzelnen Bauteilen eines Sets individuell zusammenstellen lassen, gab es bereits in der Vergangenheit. Allerdings musste jedes neue Modell einzeln von einem Experten programmiert werden. Um diese Abhängigkeit von Spezialisten aufzuheben, hat Althoff jedes Modul seines Roboter-Baukastens mit einem Chip versehen. Damit können sich die Roboter entsprechend ihrem individuellen Bausatz selbst programmieren. „Mit unserem modularen Ansatz lassen sich Arbeitsroboter bald kostensparend produzieren“, freut sich Althoff. Das Baukasten-Prinzip habe aber noch einen weit wichtigeren Vorteil, denn damit lassen sich auch sichere Roboter entwickeln, die auf Menschen in ihrer Umgebung reagieren und ihnen aus dem Weg gehen. Der in jedem Modul verbaute Chip und die Selbstprogrammierung ermöglichen es, dass ein Roboter automatisch alle Informationen über seine eigene Geometrie und die in ihm wirkenden Kräfte kennt. So könne die Maschine seine Bewegungsbahn entsprechend planen.
Gleichzeitig sammelt das Regelungszentrum des Roboters Bewegungsdaten über die Menschen, die in seiner Nähe arbeiten. Technische Grundlage dafür sind Kameras, die im Raum installiert und mit dem Roboter verbunden sind. Aus diesen Informationen erstellt der Roboter ein Modell aller Bewegungen der anwesenden Werker, die in den nächsten Momenten möglich sind. So kann die Maschine zum Beispiel vor einer Hand stehen bleiben, die sich ihm nähert. Das gleiche gilt für Werkzeuge oder mobile Transportsysteme.
„Mit unserer Technik können wir garantieren, dass die Kontrolle immer korrekt funktioniert“, versichert Prof. Althoff. „Weil die Roboter automatisch für alle möglichen Bewegungen um sie herum programmiert sind, kann kein Mensch die Maschine zu einem Fehlverhalten verleiten und somit auch keine gefährliche Situation generieren.“
Für ihr Baukastenset nutzten die Wissenschaftler zum Teil industrielle Standardmodule und ergänzten diese durch die notwendigen Chips und neue Bauteile aus dem 3D-Drucker. In einer Nutzerstudie zeigen Althoff und sein Team, dass Arbeitsroboter aus diesem Baukasten nicht nur günstiger und sicherer, sondern auch schneller sind. Sie benötigen nach eigenen Angaben rund ein Drittel weniger Zeit für die Abarbeitung ihrer Aufgabe als bisherige Lösungen, die einen festen Sicherheitsbereich um sich herum brauchen. (ub)
Auf dem letzten Forum Robotic gab es eine rege Diskussion zwischen Referenten und Teilnehmern. Bild: Uwe BöttgerForum Robotic I
Der Arbeitsplatz der Zukunft im industriellen Umfeld wird anders aussehen als heute. In Zeiten älter werdender Belegschaften muss es auch darum gehen, Mitarbeiter gesund zu halten. Das gilt besonders im Schwerlastbereich. Hier kann der Kollege Roboter den Werker tatkräftig unterstützen. Werker und Roboter werden zu einem Team, in dem jeder die für ihn passenden Aufgaben erledigt. Exoskelette werden in diesem Zusammenhang für die Produktion immer interessanter, denn auch sie entlasten den Werker.
Doch welche Technik macht Sinn bei welchen Anwendungen? Wann ist der Einsatz wirtschaftlich? Und welche konkreten Lösungen gibt es schon? Die Veranstaltung gibt Antworten auf diese und weitere Fragen. Praxisorientierte Fachvorträge und eine Podiumsdiskussion zeigen den Weg zum Arbeitsplatz der Zukunft. Der Besucher kann sich innerhalb eines Tages auf den neuesten Stand der Technik bringen und erkennt das Potenzial von Robotik, Exoskeletten und anderen Techniken, die den Werker künftig bei der Arbeit unterstützen.
Das Forum Robotic I findet statt am 19. Mai 2020 in der Technology Academy auf dem Hannover Messegelände. An diesem Tag werden unter anderem folgende Fragen diskutiert:
- Welche Techniken gibt es, um Werker bei der Arbeit im Schwerlastbereich zu unterstützen?
- Das richtige Konzept für die passende Anwendung: Wann reichen Hebehilfen aus? Wann ergeben Exoskelette einen Sinn? Und wann ist die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) die passende Lösung?
- Wie ist der Stand der Technik bei Exoskeletten?
- Welche Rolle spielt Augmented Reality bei der Gestaltung des Arbeitsplatzes der Zukunft?
- Wie lassen sich Schutzmaßnahmen für MRK wirtschaftlich gestalten?
- Ist MRK auch eine Technik für den Mittelstand?
- Wie muss Robotertechnik ausgelegt sein, um auch Akzeptanz bei den Werkern zu finden?
Hier geht es zur Anmeldung: https://www.technology-academy.group/project/forum-kollaborative-roboter/
