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Bild: Bosch
APAS Family

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Drei Arme schaffen mehr als zwei

Text: Wolfgang Pomrehn, Bosch
Roboter, die ohne Schutzzaun mit Menschen zusammenarbeiten, gelten als zentraler Schritt zur Fabrik der Zukunft. Die mobilen Produktionsassistenten der APAS Family von Bosch übernehmen Aufgaben, die ihren menschlichen Kollegen zu monoton sind.

Industrie 4.0-fähige Arbeitsplätze erfordern eine hohe Wandlungsfähigkeit: Produkte werden immer individueller und haben kürzere Lebenszyklen. Unternehmen müssen schnell auf sich ändernde Marktanforderungen reagieren und die Produktion daran anpassen können. Vor diesem Hintergrund hat Bosch die APAS Family entwickelt. Mit standardisiertem Bedienkonzept, Vernetzungsmöglichkeiten und Transportrollen ausgestattet, können mobile Produktionsassistenten ortsunabhängig und dabei allein oder im Verbund eingesetzt werden. Ihre dialoggestützten, intuitiven Bedienoberflächen ermöglichen es Facharbeitern, sie ohne Programmierkenntnisse für neue Tätigkeiten zu konfigurieren.

Der APAS Assistant verfügt über einen Sechs-Achs-Industrieroboterarm, einen sensitiven Drei-Finger-Greifer und ein integriertes 3D-Kamerasystem. Dank einer sensiblen Sensorhaut erkennt er ohne Berührung, wenn ein Mensch ihm zu nahe kommt, stoppt sofort den Vorgang und wartet, bis der Mitarbeiter den Gefahrenbereich verlassen hat. Die deutsche Berufsgenossenschaft hat ihn als erstes Robotersystem für die Zusammenarbeit mit Menschen ohne Schutzzaun zertifiziert.

Voll vernetzt und hochpräzise

Beim APAS Inspector handelt es sich um ein optisches Prüfsystem. Mit moderner Bildverarbeitung, einer hochauflösenden Highspeed-Kamera und 3D-Technik inspiziert er Oberflächen. Der Produktionsassistent erkennt selbst haarfeine Risse in keramischen Bauteilen, die das menschliche Auge nicht wahrnimmt. Zusammen mit anderen Prüfmodulen kann der APAS Inspector außerdem exakte Maßhaltigkeitsprüfungen durchführen. Der APAS Flexpress unterstützt bei einem der häufigsten Vorgänge in Fertigungen: dem flexiblen und genauen Fügen. Zudem kann er stanzen, umformen und prägen.

Der mit einer Sensorhaut geschützte Roboterarm des APAS Assistant ist mittlerweile als Einzelkomponente APAS Safekin erhältlich. Damit kann die Roboterkinematik unabhängig von der mobilen APAS-Basis eingesetzt und in eigene Stationen integriert werden. Auch hier gilt: Noch bevor sich Mensch und Maschine berühren, stoppt APAS Safekin und setzt die Arbeit erst fort, wenn der Gefahrenbereich wieder frei ist. Zusätzlich ermöglicht der optionale APAS Speedswitch, neben dem Nahbereich auch einen erweiterten Fernbereich beispielsweise per Laserscanner zu überwachen. Dadurch kann der APAS Assistant seine Arbeitsgeschwindigkeit flexibel an die An- beziehungsweise Abwesenheit von Menschen anpassen. Solange kein Mitarbeiter in der Nähe ist, arbeitet er mit maximalem Arbeitstempo. Betritt jedoch ein Mensch den Nahbereich, wechselt der Assistent automatisch auf die sichere Geschwindigkeit. Das bedeutet eine höhere Prozessgeschwindigkeit ohne Abstriche bei der Arbeitssicherheit.

Die jüngste Erweiterung ist die APAS Workstation, ein Handarbeitsplatz mit integrierter Roboterkinematik. Die skalierbare Workstation stellt sich auf die ergonomischen Bedürfnisse ihres jeweiligen Benutzers ein und hält die benötigten Daten für die anstehenden Arbeitsprozesse bereit. Die Kombination aus Arbeitsplatz und Roboterarm kann bei Bedarf durch APAS Assistants und andere Mitglieder der APAS Family erweitert werden.

Teilhabe durch Robotik

Der Einsatz der APAS Family ist auch in industriefernen Einrichtungen denkbar. Anfang des Jahres startete Bosch mit einer Reihe von Partnern das Projekt Aquias. Es untersucht, wie der APAS Assistant mit schwerbehinderten Menschen zusammenarbeiten kann, um ihnen bei der Arbeit behilflich zu sein und ihnen auf diesem Weg einen vollwertigen Arbeitsplatz anbieten zu können. Aus dem mehrjährigen Projekt lassen sich qualifizierte Schlussfolgerungen darüber ziehen, wie die Schnittstellen zwischen Robotern und Menschen beschaffen sein müssen, damit auch Menschen mit Leistungseinschränkungen an attraktiver Arbeit teilhaben können. Das Projekt findet in Zusammenarbeit mit zwei Fraunhofer-Instituten statt und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Die Produktionsassistenten der APAS Family arbeiten heute bereits in mehreren Werken des Bosch-Konzerns und verschiedenen Unternehmen der Automobilindustrie. Dort übernehmen sie vor allem Arbeiten mit besonderen Sicherheitsanforderungen sowie einfache, monotone und ergonomisch ungünstige Aufgaben. So prüft der APAS Assistant für hybridbetriebene Fahrzeuge Batterien, die unter hohen elektrischen Spannungen stehen. Das entlastet die Facharbeiter und verbessert die Qualität, da ein Roboter selbst bei monotonen Aufgaben konstant präzise arbeitet. Zugleich ermöglicht er den Facharbeitern, sich auf hochwertigere Tätigkeiten zu konzentrieren: Bei Montagearbeiten an einem Handarbeitsplatz bereitet der Roboter beispielsweise die Arbeitsteile entsprechend vor, damit die Mitarbeiter sie später zusammenfügen können.

Mensch im Mittelpunkt

Die mobilen Produktionsassistenten nehmen ihren menschlichen Kollegen Arbeit ab, ersetzen sie jedoch nicht. Vielmehr ergänzen sie durch ihre Präzision und Ausdauer die einmalige Problemlösekompetenz des Menschen. Die Arbeitsteams können flexibel aus Mensch und Roboter zusammengestellt werden: Ob Mitarbeiter und ein APAS im Mischbetrieb zusammenwirken oder mehrere Assistenten einen Teil der Fertigung komplett automatisieren – die Produktionsverantwortlichen können je nach Bedarf aus verschiedenen Szenarien wählen. So eröffnen die mobilen Produktionsassistenten neue Möglichkeiten der Mensch-Maschine-Interaktion ... und der Mensch bleibt dabei stets im Mittelpunkt.

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