Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Menschen und Roboter arbeiten immer enger zusammen : Ausgabe 19/2014, 23.10.2014

Kooperative und fühlende Roboter

Ein hoher Automatisierungsgrad ist eine wichtige Voraussetzung zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit in Hochlohnländern wie der Schweiz. Aktuelle Trends wie kurze Produktlebenszyklen, steigende Produktvielfalt oder Produktindividualisierung erfordern zunehmend intelligente, flexible und dezentrale Automatisierungslösungen. Heutige Robotersysteme erfüllen diese Anforderungen dank ihrer Vielseitigkeit.

Autor: Prof. Dr. Agathe Koller

Bilder: Bachmann

Herkömmliche industrielle Roboter stellen aufgrund ihres Kraftvermögens und ihrer Schnelligkeit ein hohes Gefahrenpotenzial für Menschen dar. Deshalb ist es notwendig, das Produktionspersonal mit einer trennenden Schutzeinrichtung von der Roboteranlage zu schützen. Die Arbeitsbereiche von Roboter und Personal sind somit getrennt.

Seit einigen Jahren gewinnt die Mensch-Roboter-Kooperation in der automatisierten Produktion zunehmend an Bedeutung. Der Roboter hilft den Menschen bei der Ausführung körperlich belastender oder repetitiver Tätigkeiten. Der Mensch spielt jedoch weiterhin eine zentrale Rolle, indem er komplexe Prozessschritte ausführt oder die Produktionsqualität überprüft. Ein Treiber dieser Kooperationsart, auch bekannt unter dem Namen «Kobot», ist die stark zunehmende Variantenvielfalt, die zu kleineren Losgrössen führt. Ein weiterer Treiber ist die demografische Entwicklung in Industrieländern, welche altersgerechte, ergonomische Arbeitsplätze und motivierende Arbeitsbedingungen fordert.

Schutzeinrichtungen werden zunehmend überflüssig

Leichtbauroboter sind eine preiswerte, flexible und platzsparende Lösung, um die Produktion zu rationalisieren und die Produktionsmitarbeitenden von körperlich anstrengenden Aufgaben zu entlasten. Typische Aufgaben für die Leichtbauroboter befinden sich vor allem im Bereich Montage, Verpackung oder im Be- und Entladen von Maschinen. Eine intuitive und benutzerfreundliche Bedienung sowie bedienergeführte Bewegungen erleichtern die Inbetriebnahme solcher Roboter. Expertenwissen bei der Roboterprogrammierung ist nicht mehr erforderlich.

Da Roboter und Menschen sich so vermehrt im selben Arbeitsraum befinden, erfordert die Personensicherheit ein besonderes Augenmerk. Eine Kraftmomentensensorik kombiniert mit einer Echtzeit-Kollisionsüberwachung erlaubt den Robotereinsatz ohne Schutzeinrichtung.

Sensorik und komplexe Algorithmen

Die Kombination fortgeschrittener Sensorik, Echtzeitbildverarbeitung und präziser Robotertechnik eröffnet neue Anwendungsbereiche. In diesen muss die Arbeitsumgebung oder das zu bearbeitende Objekt nicht im Gesamten bekannt sein – oder aber sie erfordern eine besondere Feinfühligkeit. Der Einsatz komplexer Regelalgorithmen kompensiert nicht vorhersehbare Einflüsse. Sensorgeführte Roboter kommen in der Automobilbranche bereits vielfach zum Einsatz. Es folgen weitere Anwendungsfelder, beispielsweise in der Nahrungsmittel- oder Halbleiterindustrie.

Roboter begünstigen Industrie 4.0

Kooperative und flexible Robotersysteme eröffnen der Industrie 4.0 neue Wege. Die Verwendung von Informationen und Daten sowie die Vernetzung von Produktionsressourcen erlauben eine schnelle und flexible Produk-tion von kleinen Losgrössen bei einer grösseren Variantenvielfalt und konstanter Qualität.

Kollaborierende Roboter mutieren dabei zu hilfreichen Produktionsassistenten, insbesondere bei kleinen oder mittelgrossen Betrieben. Die Roboter sind in der Lage, verschiedene Produktionsaufgaben an unterschiedlichen Maschinen auszuführen, und diese vielseitige Arbeit an ein und demselben Tag zu erledigen. Dementsprechend gehört die Zukunft in der Fabrik dem kollaborierenden Roboter. Dieser wird durch eine mobile Plattform eine weitere Dimension der Flexibilität und Beweglichkeit erreichen.

Infoservice


Hochschule für Technik Rapperswil
Institut für Labortechnologie
Oberseestrasse 10, 8640 Rapperswil
Tel. 055 222 47 25, Fax 055 222 44 00
ilt@hsr.ch, www.ilt.hsr.ch



Die Mensch-Roboter-Kollaboration bei der Waschbeckenherstellung

Autorin

Prof. Dr. Agathe Koller ist Leiterin des Instituts für Labortechnologie ILT an der Hochschule für Technik Rapperswil

FAEL-Herbstanlass

Die Roboter kommen

Das diesjährige Herbstseminar der FAEL findet am 26. November 2014 ab 17.30 Uhr an der Kantonsschule Hohe Promenade in Zürich statt. Unter dem Titel «Die Roboter kommen» widmet sich der Anlass den verschiedenen Facetten der Robotik. Ausserdem ist Unterhaltung angesagt mit dem aus dem Fernsehen bekannten Komiker und Erfinder Stefan Heuss.

Das Programm:

  • Mobile Roboter im industriellen Einsatz, Sjur Vestli, anronaut GmbH
  • Vom Mensch zur Maschine und zurück, Rafael Hostettler, TU München
  • Antriebe für Marsexpeditionen, Robin Phillips, maxon motor ag
  • Nano-Roboter – kleiner gehts kaum!, Simon Muntwyler, ETH Zürich

Dazwischen tritt Stefan Heuss auf. Die IEEE Switzerland Section sponsert den anschliessenden Apéro.

Anmeldungen werden ab sofort entgegengenommen, online unter www.fael.ch -> Veranstaltungen, per E-Mail an info@fael.ch oder per Fax an 044 268 37 00.

FAEL kompakt

FAEL: Swiss Engineering Fachgruppe für Elektronik & Informatik

Mitglieder: 896

Gründung: 1978

Präsident: Thomas Hauser, Dipl.-Ing. HTL/STV

Kontakt: Thomas Hauser Langackerweg 10, 5003 Würenlingen Tel. 079 573 20 27 praesident@fael.ch, www.fael.ch