Neuartiges Sicherheitskonzept
Neura Robotics hat für seinen kognitiven Cobot nicht nur ein eigenes Motorenkonzept und Encoder-Design entwickelt, sondern auch das Sicherheitskonzept Safe Human Detection, mit dem eine Zertifizierung nach Kat3/SIL3/Pld angestrebt wird. Laut Hersteller erkennt der Cobot einen in der Nähe befindlichen Menschen, egal welchem Teil des Roboters er sich nähert. Zudem sei Maira auch in der Lage, dafür zu sorgen, dass das im Endeffektor eingespannte Werkzeug den nötigen Sicherheitsabstand zum menschlichen Bediener hält, egal um welches Werkzeug es sich handelt, egal in welcher Anwendung und unter welchen Umgebungseinflüssen der Cobot zum Einsatz kommt. (fiz)
Interview: CEO David Reger über die USPs von Maira
ROBOTIK UND PRODUKTION: Während Sie Ihren Cobot Lara unter anderem als Lowcost-Cobot bezeichnet haben, wurde auf der offiziellen Produktvorstellung nichts über den Preis von Maira gesagt. Wie sieht denn die Preisstruktur Ihrer Roboter aus?
David Reger: Aufgrund der vertikalen Ausrichtung unseres Portfolios können wir eine attraktive Preisgestaltung für unsere Produkte vornehmen. Somit bieten wir Lara in der 5kg-Variante für 15.000€ und die 10kg-Version für 21.000€ in der Basisausführung an. Aufgrund der großen Anzahl an verbauten In-House-Komponenten können wir Maira Pro S für 31.900€ mit der Basisausstattung und für 42.500€ in der All-Inclusive-Ausführung anbieten. Maira Pro M bieten wir in der Basisversion für 33.900€ und in der All-Inclusive-Version für 44.500€ an. Maira Pro L hat einen Basispreis von 35.900€ und einen All-Inclusive-Preis von 45.500€. Unsere Roboter lassen sich modular je nach den Anforderungen des Kunden ausstatten. Außerdem gibt es neben Hardwareoptionen auch Softwarepakete.
„Sobald unser Roboter
eingeschaltet wird, wissen wir,
ob Menschen in der Nähe sind.
Wir kennen den Abstand zu
jedem Teil des Roboters.“ David Reger, CEO Neura Robotics (Bild: Neura Robotics GmbH)
ROBOTIK UND PRODUKTION: Eine Eigenschaft von Maira haben Sie in Ihrem Produkt-Launch immer wieder betont: die hohe Präzision. Wie erreichen Sie diese? Wie hoch ist die Absolut- und wie hoch die Wiederholgenauigkeit tatsächlich?
Reger: Die hohe Präzision ergibt sich aus dem Zusammenspiel von mehreren Faktoren. Das Doppelgabelkonzept gewährt unserer Kinematik eine hohe Steifigkeit, die die Grundvoraussetzung für hohe Präzision bildet. Weiterhin haben wir zusätzliche Designelemente wie eine Honey-Comb-Struktur für unsere Gußteile entwickelt. Als zweite Komponente kommt unsere selbstentwickelte Encoder-Technik zum Einsatz, die eine höhere Auflösung als die sonst gängigen, in Cobots verbauten Geber liefert. Wir haben zusätzliche Sensorik in unseren Achsen verbaut, die uns Daten liefert, die positive Effekte auf unsere Präzision haben. Zu guter Letzt kommen wir auf die Genauigkeit zu sprechen. Hierfür haben wir einen Kalibrierungsansatz entwickelt, der klassische Modellierungsmethoden mit modernen Ansätzen aus dem Machine Learning verheiratet und somit neben der durchaus guten Präzision eine hohe Genauigkeit liefert und robust gegenüber sich ändernden Umgebungseinflüssen ist. Zusätzlich haben wir eine In-Field-Calibration-Methode entwickelt, die ohne teures Equipment, wie z.B. Laser Tracker, und ohne große Expertise genutzt werden kann, um den Roboter bei Bedarf im Feld bezüglich der Umgebungseinflüsse zu kalibrieren. Kommen wir nun zu den Fakten: Maira verfügt über eine Wiederholgenauigkeit von 6 bis 10µm. Unsere Absolutgenauigkeit liegt bei 0,2mm.
ROBOTIK UND PRODUKTION: Sie haben für Maira ein eigenes Encoder-Design sowie ein spezielles Motorenkonzept entwickelt. Könnten Sie dies bitte noch etwas genauer ausführen?
Reger: Unsere Encoder liefern eine Auflösung von 25Bit. Wir planen, sie zeitnah als eine eigene Produktserie zu vertreiben, da wir erkannt haben, dass es eine große Nachfrage nach solch hochauflösenden Encodern in anderen Branchen gibt und wir positive Erfahrung mit der Integration in Produkte von ausgewählten Partnern gemacht haben. Unsere Motoren werden bei uns Inhouse entwickelt und gefertigt. Die hohe Produktionstiefe unseres Unternehmens erlaubte es uns, während der Prototyping-Phase mit einem hohen Tempo verschiedene Motordesigns zu evaluieren, wodurch wir unsere Systeme hinsichtlich der Performance verbessern konnten. Dadurch, dass wir viele Komponenten, wie die Encoder, Motoren, Kraftsensoren und andere Sensoren, selbst fertigen, können wir hochperformante Robotersysteme anbieten.
ROBOTIK UND PRODUKTION: Maira kann nicht nur einen Menschen in der Nähe erkennen, sondern auch sicherstellen, dass das im Endeffektor eingespannte Werkzeug den nötigen Sicherheitsabstand hält. Wie erreichen Sie das?
Reger: Unsere Safe Human Detection ist eine Eigenentwicklung, die Menschen von anderen Objekten in der Umgebung trennen und unterscheiden kann. Der Sensor verfügt über einen 360°-Rundumblick und kann Menschen auf einer Distanz von 3m sicher detektieren. Die redundante Auslegung des Systems entspricht den gängigen Grundlagen der funktionalen Sicherheit, was elementar für eine solch sicherheitsrelevante Schlüsselkomponente ist. Verschattungen durch gängige Endeffektoren werden durch unsere intelligenten Modellierungsansätze abgefangen. Wie wir das genau erreichen, ist ein Betriebsgeheimnis, da dieser Sensor bei der entsprechenden Serienreife ein großes Potential besitzt, auch in anderen Bereichen genutzt zu werden. Beispiele wären die allgemeine Maschinensicherheit, autonomes Fahren oder Sicherheitsüberwachungen an Flughäfen. Was ich Ihnen verraten kann ist, dass wir bei Neura Robotics der Meinung sind, dass rein optische Systeme wie Kameras insbesondere aufgrund der Okklusionsthematik nicht in der Lage sein werden, Menschen sicher zu detektieren, auch wenn man so sicherlich viele andere Applikationen umsetzen kann.
ROBOTIK UND PRODUKTION: Und was bedeutet das für den Einsatz in der Praxis?
Reger: Derzeit ist das größte Problem der kollaborativen Roboter die Inbetriebnahme und Risikobeurteilung bei jeder Änderung. Das ist unserer Meinung auch der Hauptgrund, warum der Cobot-Markt in Deutschland noch keinen großen Boom erlebt hat. Der Roboter ist eine unvollständige Maschine, da wir vorerst die Umgebung, Greifer, Bauteil und den Personenkontakt bestimmen müssen, um das Risiko neu definieren zu können. Es geht hierbei hauptsächlich darum, Kontakt mit dem Menschen zu vermeiden oder einen fest definierten TS15066-Druckwert auf den Menschen zu limitieren. Genau diese Probleme können wir mit dem Safe-Human-Detection-Sensor lösen. Wir können den Raum mit 3m Radius überwachen und wissen, wenn ein Mensch in den Bereich eintritt. Sobald unser Roboter eingeschaltet wird, wissen wir, ob Menschen in der Nähe sind. Wir kennen den Abstand zu jedem Teil des Roboters und können somit jeglichen unerwünschten Kontakt mit dem Menschen vermeiden. Dann werden von uns aus nur noch die Größe des Endeffektors sowie die Anbaumaße definiert und limitiert.
ROBOTIK UND PRODUKTION: Wann sind Serienprodukte tatsächlich verfügbar und was sind Ihre Pläne für 2022?
Reger: Maira, Lara und Mav sind seit dem offiziellen Launch verfügbar und werden derzeit meist an strategische Partner und Integratoren verkauft. Wir haben eine sehr hohe Nachfrage vor allem im asiatischen Markt, weshalb wir derzeit an einer großen Skalierung der Produktionskapazität arbeiten. Zur Zukunft der Neura-Produkte in 2022: Geplant sind neue Typen von Maira als Doppelarmversion sowie auch eine kleinere Version Maira Jr. für den Ausbildungssektor. Es wird auch an einem Mav Jr. gearbeitet, der kompakter, agiler und für kleinere Traglasten ausgelegt ist. Darüber hinaus sind weitere Anpassungen unserer Lösungen geplant, um auch Bereiche abseits der Industrie zu erschließen. (fiz)
