Der Comau Roboter-Arm AURA (Advanced Use Robotic Arm).

Bild: Comau

Manuelle Führung ohne Zaun Kollaborativer Riese

26.11.2018

Ohne Schutzzaun sind große Roboter derzeit noch nicht gerne gesehen. Cobots mit hoher Tragkraft jedoch genauso gefragt wie ihre kleinen Brüder. Durch Sensorik in einer Schaumstoffschicht sind die großen Roboter nun auch aus der Nähe verwendbar.

Unter dem Aspekt der Zusammenarbeit wird die Rolle von automatisierten Maschinen und Menschen durch die Industrie 4.0 neu definiert. Im Laufe der Jahre haben Automatisierung und vernetzte technologische Lösungen die Arbeitsbedingungen verbessert, was zu einer verstärkten Entwicklung kollaborativer Lösungen in der Industrie führte. Aus diesem Grund sind die neuesten industriellen Trends zunehmend auf die Entwicklung von Automatisierungssystemen ausgerichtet, die sicher und barrierefrei in unmittelbarer Nähe zu menschlichen Arbeitern agieren können, wie kollaborative Roboter. Die großen Unternehmen im Bereich Robotik entwickeln daher bereits Produkte, die noch enger mit Menschen arbeiten und eine sichere Wechselwirkung mit der gesamten Arbeitsumgebung ermöglichen.

Der Einsatz kollaborativer Technik bietet viele Vorteile: es hilft, die Sicherheit der Bediener an der Fertigungslinie zu verbessern und erhöht auf psychologischer Ebene ihre Wahrnehmung der Arbeitsumgebung, indem sie sich besser geschützt fühlen und von ermüdenden Aufgaben befreit werden. Darüber hinaus kann kollaborative Technik die Fertigungslinien vereinfachen, indem sie rationellere und funktionellere Konzepte zulässt. Dies wiederum führt zu einer Verbesserung der Arbeitsqualität für den Bediener sowie zu einer höheren Produktivität der Anlage insgesamt.

Achtung, Mensch in der Umgebung

Allgemein betrachtet unterscheiden sich kollaborative Roboter nicht von herkömmlichen anthropomorphen Robotern, sondern sind lediglich kollaborative Varianten davon. Sie brauchen keine spezielle Software, um auf gemeinsame Weise zu agieren, erfordern jedoch weiterhin bestimmte Technologien, die es ihnen ermöglichen, ihre Aufgaben zu erledigen und zugleich jederzeit die Anwesenheit eines menschlichen Bedieners in ihrem Operationsbereich zu erkennen.

AURA – Advanced Use Robotic Arm – ist ein Beispiel für einen kollaborativen Roboter: es handelt sich dabei um ein von Comau entwickeltes Produkt, das erstmals eine echte Zusammenarbeit zwischen Robotern mit hoher Tragkraft von 170 kg und Menschen realisiert. AURA-Roboter sind mit Sensoren ausgerüstet, die sich unter einer schützenden Schaumstoffschicht befinden, um absolute Sicherheit zu gewährleisten. Mit Hilfe dieser Sensoren kann AURA gleichzeitig sowohl die Nähe einer Person – oder einer anderen Automationskomponente – als auch den Kontakt der Person wahrnehmen.

Sensible Haut

Mit Hilfe von Laserscannern ermittelt das System die jeweilige Position anwesender Personen, so dass die Bewegung des Roboters auf dynamische Weise bis zum Stillstand verlangsamt werden kann, wenn er in die unmittelbare Nähe einer Person gelangt oder sie tatsächlich berührt. Und das ist noch nicht alles. Wenn AURA berührt wird, stoppt er die Bewegung und kann je nach den Erfordernissen des Bedieners reagieren. Insgesamt kombiniert AURA den Einsatz von sechs Sicherheitsprüfungen sowie wahrnehmender und vorausschauender Systeme. Durch die enge Zusammenarbeit mit Bedienern kann der AURA-Roboter die Arbeit für den Menschen erheblich erleichtern, indem er ihn direkt bei der Ausführung beschwerlicher und ermüdender Arbeiten unterstützt. Auf diese Weise können Menschen Aktivitäten mit höherer Wertschöpfung erledigen.

Ein Roboter wie der AURA ist flexibel genug, um mit kollaborativen Abläufen jeder Art zurechtzukommen, und kann je nach Bedarf sowohl in einem kollaborativen als auch in einem nicht-kollaborativen High-Speed-Modus benutzt werden. Ein weiteres Merkmal, das für eine verbesserte Roboter-Bediener-Interaktion sorgt, ist die Anwendungsfreundlichkeit. AURA lässt sich über eine intuitive Schnittstelle leicht programmieren und verfügt über eine manuelle Führung sowie manuelle Berührungssysteme, mit deren Hilfe der Bediener neue Verhaltensstrategien für den Roboter entwickeln kann, um spezielle Anforderungen zu erfüllen.

Mensch und Maschine im Einklang

Schließlich muss betont werden, dass kollaborative Robotertechnik nicht auf Roboter allein beschränkt ist. Man sollte eher an zusammenwirkende Arbeitszellen denken. Zukünftig muss jede Industrieeinheit an sich kollaborativ werden, indem spezielle Technologien und Werkzeuge verwendet werden, um eine umfassende Wechselbeziehung zwischen den darin arbeitenden Menschen und Maschinen zu ermöglichen. Derzeit werden die meisten Roboter in einer Industrieumgebung tatsächlich üblicherweise in robotisierten Zellen und prozessintegrierten Lösungen eingesetzt. Die konventionellen Roboter oder Roboterarme, die nicht für eine Zusammenarbeit geeignet sind, befinden sich hinter Barrieren mit Sensoren, oder Zellen, um die Sicherheit menschlicher Arbeiter gemäß den Vorschriften NR10 und NR12 der ISO 14001 sicherzustellen.

Im Kern sollen industrielle Roboter in betrieblichen Bereichen agieren, damit Menschen weniger schwere, ermüdende und gefährliche Arbeiten erledigen können. Gleichzeitig sollen sie nicht nur die Risiken mindern, sondern auch das Produktionsniveau aufrechterhalten, wie beispielsweise Reproduzierbarkeit, Schnelligkeit, Präzision und Qualität. Heute erleben wir, dass die Technik noch weiter geht und die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine ermöglicht. Das ist echte Kollaboration.

Bildergalerie

  • Durch die intelligente Sensorik in der Schaumstoffhaut des Roboters, ist eine Hand-in-Hand-Arbeit mit dem Menschen möglich.

    Bild: Comau

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