Anzeige
Advertisement
Anzeige
Advertisement
Anzeige

Demonstrator für Mensch/Roboter-Kollaboration

Hand in Hand

Die steigende Kundennachfrage nach individualisierten Produkten führt zu einer Erhöhung der Anzahl an Produktvarianten. Diese Variantenvielzahl zusammen mit schwankenden Märkten und verkürzten Produktlebenszyklen erfordert flexible Produktionsanlagen, die auch auf kurzfristige Änderungen im Produktionsplan reagieren. Die Mensch/Roboter-Kollaboration (MRK) bildet hier einen Ansatz für eine flexiblere Automatisierung, denn im Gegensatz zu voll automatisierten Anlagen arbeiten Mensch und Roboter im gleichen Arbeitsraum produktiv zusammen.

Arbeitsbereich einer Lösung für die Mensch/Roboter-Kollanboration. (Bild: Fraunhofer IGCV)

Arbeitsbereich einer Lösung für die Mensch/Roboter-Kollanboration. (Bild: Fraunhofer IGCV)

Bei der Mensch/Roboter-Kollaboration lassen sich die Stärken des Menschen, wie motorische Fähigkeiten oder die Kognition, und die Stärken des Roboters, wie Präzision und Ausdauer, vereinen. Besonders für kleine und mittelständische Unternehmen bietet die MRK Potenziale, da dort eine Vollautomatisierung aufgrund der kleinen Losgrößen meist nicht wirtschaftlich ist und deshalb die Montage in vielen Fällen rein manuell erfolgt. Die Anwendung von Mensch/Roboter-Kollaboration ist derzeit auf vielfältige Weise Gegenstand von Untersuchungen, jedoch ließ sich eine breite Anwendung noch nicht realisieren. Die Gründe dafür liegen vor allem in den hohen Sicherheitsanforderungen und der Frage nach einer geeigneten Aufteilung der Arbeitsinhalte zwischen Mensch und Roboter begründet. Ziel ist, dass der Mensch weder über- noch unterfordert ist, der Roboter hingegen aber auch weitestgehend ausgelastet ist, um die Wirtschaftlichkeit der Applikation sicherzustellen. Um Aspekte der Mensch/Roboter-Kollaboration zu untersuchen, bauten Mitarbeiter des Fraunhofer IGCV einen Demonstrator für MRK-Anwendungen.

Der Greifer des MRK-Demonstrators ist mit einem Schaumstoff-Zylinder ummantelt, der als Eingriffschutz in den Greifer dient und eine Kollision mit dem Menschen abdämpft. (Bild: Fraunhofer IGCV)

Der Greifer des MRK-Demonstrators ist mit einem Schaumstoff-Zylinder ummantelt, der als Eingriffschutz in den Greifer dient und eine Kollision mit dem Menschen abdämpft. (Bild: Fraunhofer IGCV)

Arbeitsaufteilung in der Mensch/Roboter-Kollaboration

Als Ziel der Mensch/Roboter-Kollaboration gilt vor allem die Erhöhung der Produktivität durch das gemeinsame Ausführen einer Aufgabe. Der Mensch soll dabei von monotonen Aufgaben entlastet werden, die ein Roboter übernehmen kann. Der Roboter hingegen soll eine gewisse Auslastung erreichen, um die Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Die Arbeitsinhalte der Montageaufgabe aufzuteilen, sodass sich die Ziele erreichen lassen, stellt eine große Herausforderung in der Planung der Mensch/Roboter-Kollaboration dar. Prinzipiell ist es möglich, dem Roboter alle Aufgaben zuzuteilen, die sich automatisieren lassen. Zur Untersuchung der Automatisierbarkeit ist es erforderlich, sowohl das zu montierende Produkt als auch die unterschiedlichen Prozesse zu prüfen. Dazu werden sowohl das Produkt als auch der zugehörige Prozess auf mehrere Kriterien hin bewertet. Dazu gehören die Formlabilität oder die Fügerichtung. Den Kriterien lassen sich Ausprägungen zuordnen, die über einen Durchschnittswert die Automatisierbarkeit durch einen Roboter darstellen. Da es jedoch sinnvoll ist, dass beide Partner der Kooperation weitestgehend ausgelastet sind und dass die Aufgaben des Menschen nicht bloß die vom Roboter übrig gebliebenen Aufgaben sind, ist die prinzipielle Durchführbarkeit durch den Roboter nicht gleichbedeutend damit, dass er die Aufgabe später auch tatsächlich ausführt. Unter Beachtung der automatisierbaren Tätigkeiten sind daher die Aufgaben so zu verteilen, dass sich die Gesamtzeit der Durchführung durch eine Parallelisierung von Aufgaben zwischen Mensch und Roboter so kurz wie möglich halten lässt.

Arbeitsablauf mit aufteilung zwischen Mensch und Roboter (Bild: Fraunhofer IGCV)

Arbeitsablauf mit aufteilung zwischen Mensch und Roboter (Bild: Fraunhofer IGCV)

Hand in Hand
Arbeitsbereich einer Lösung für die Mensch/Roboter-Kollanboration. (Bild: Fraunhofer IGCV)


Empfehlungen der Redaktion

Das könnte Sie auch interessieren

Stäubli geht bei seiner Entwicklungsumgebung Robotics Suite mit einer neuen Version an den Start. Das weiter entwickelte Engineering Tool soll Anwender jetzt in allen Projektphasen unterstützen - von Konzeption und Simulation über Einrichtung und Programmierung bis hin zu Instandhaltung und Anpassung bereits existierender Roboterapplikationen. Dabei legt der Anbieter hohen Wert auf komfortable und einfache Bedienung.‣ weiterlesen

Anzeige

Mit dem patentierten Werkzeugwechselsystem von Smartshift Robotics sollen Anwender einen Schritt weiter gehen und kollaborative Roboter autark arbeiten können. Dadurch, dass der Roboter seine Werkzeuge automatisch und selbstständig wechselt, eröffnen sich neue konstruktive Konzepte und Anwendungen für Cobots. Dabei kann das Wechselsystem auf verschiedene Roboter adaptiert werden.  ‣ weiterlesen

Anzeige

Die Smart Series von Yaskawa kombiniert gängige Roboter des Unternehmens mit abgestimmten, vorkonfigurierten Greiferlösungen unterschiedlicher Hersteller und ermöglicht damit Plug&Play für viele Roboteranwendungen. Die neue Serie ist ein aufeinander abgestimmtes Baukastenkonzept für Roboter und Werkzeuge. Das mühsame Zusammensuchen von Artikelnummern für Greiferelemente, Adapterflanschen, Kommunikationskabeln und Steckern bei verschiedenen Herstellern sowie die aufwendige Konfektionierung sollen somit entfallen.  ‣ weiterlesen

Anzeige

Gimatic hat seine AGG-Serie an Kopplungsgreifern mit Flansch um eine Variante für höhere Genauigkeiten erweitert. Diese Variante ist stabiler als die kleinere Ausführung AGG20-BF und bietet Form und Lagetoleranzen von 0,025mm. Mit der AGG-Serie lassen sich Roboter oder lineare Handling-Systeme an Werkzeugen oder Ablagepositionen exakt andocken und positionieren. ‣ weiterlesen

Anzeige

SMC hat mit der Serie ZXP-X1 sein Vakuumportfolio weiterentwickelt. Der Anschluss des Vakuumgreifers ZXP-X1 funktioniert nach dem Plug&Play-Prinzip: Die einfache sowie intuitive Programmierung ermöglicht die schnelle Inbetriebnahme. Das Anschließen der Luftversorgungsleitung und der elektrischen Verdrahtung erfolgt mittels M8-Steckverbindung. ‣ weiterlesen

Anzeige

Der MX-Saugnapf von Piab eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, wie z.B. das Kommissionieren, die Depalettierung von Kartons sowie die Paketsortierung. Der Saugnapf verfügt über gute Greifeigenschaften auf vielen Oberflächen und Materialien. Er ermöglicht die Abdichtung bei Verwendung eines niedrigen Vakuumflusses und soll damit zu einem nachhaltigeren Energieverbrauch beitragen.  ‣ weiterlesen

Anzeige

Schunk hat sein Portfolio um die Werkzeuge CRT, RCV und CDB für unterschiedliche Entgrataufgaben erweitert. Das Entgraten der Werkstücke kann zeitgleich zur Bearbeitung des nächsten Werkstücks durchgeführt werden. Das parallele Entgraten verringert damit die Durchlaufzeit der Bauteile, senkt die Stückkosten und lastet bereits vorhandene Be- und Entladungsroboter besser aus. Die Wiederholgenauigkeit des Roboters sorgt zudem für reproduzierbare Ergebnisse.  ‣ weiterlesen