Kollaborative Roboter: eine helfende Hand für die Industrie

  Anfrage/Kontaktieren Sie mich

Der Begriff „Roboter“ wurde vor fast 100 Jahren von Karel Capek in seinem Science-Fiction-Spiel R.U.R (Rosum‘s Universal Robots) geprägt. Sein Terminus basierte auf dem tschechischen Wort für Zwangsarbeit.

Automatisierungstechnik

Zusammenarbeit und Unterstützung ohne Gefährdung des Menschen ist das Ziel kollaborativer Robotikanwendungen
Zusammenarbeit und Unterstützung ohne Gefährdung des Menschen ist das Ziel kollaborativer Robotikanwendungen
Klassische Linie in der Automobilproduktion mit klarer Abgrenzung der Schutzzone.
Klassische Linie in der Automobilproduktion mit klarer Abgrenzung der Schutzzone.
Kollaborative Roboter: eine helfende Hand für die Industrie
Kollaborative Roboter: eine helfende Hand für die Industrie

Das Konzept hat sich inzwischen weiterentwickelt und erheblich abgeschwächt: Viele Roboter der aktuellen Generation sind kollaborative Roboter oder Cobots. „Lange wurde befürchtet, dass Roboter die Vorboten eines weiteren negativen Umbruchs durch die Anwendung von Technologie sein würden – sei es im Industriesektor oder sogar im häuslichen Bereich. Roboter werden häufig als Triebkräfte eines Wandels betrachtet, im Zuge dessen Menschen aus ihren Rollen verdrängt oder Haushaltshilfen komplett überflüssig werden. Neue Technologien gehen in ihrer Startphase oftmals mit Ängsten einher. Denn die Angst vor dem Unbekannten ist ein ganz normales – und durchaus verständliches – Verhalten des Menschen. Eine rationale – und realistische – Sichtweise von Robotern ist, sie als Helfer und nicht als Ersatz für uns zu betrachten. Auch wenn es große Fortschritte im Bereich der künstlichen Intelligenz gibt, liegt noch ein langer Weg vor uns, bevor Roboter komplett autonom sein werden, rational denken und eine Aufgabe einleiten und ausführen können und dabei alle kleinen Veränderungen berücksichtigen, die bei der Aufgabenausführung auftreten können. Es ist immer eine Form von Programmierung erforderlich; Roboter sind nicht in der Lage, selbst zu erkennen, was oder wie sie etwas ausführen sollen.

Roboter wurden ursprünglich für Fertigungsumgebungen eingeführt, um die Automation zu beschleunigen und die Produktivität zu steigern. Sie wurden entwickelt, um langweilige, sich wiederholende Aufgaben zu erledigen, sodass Menschen ihre Intuition und/oder ihre Intelligenz für andere Aufgaben nutzen können. Roboter können auch schwere Hebevorgänge durchführen, die die Belastbarkeit des Menschen überschreiten und schwere Körperschäden oder Verletzungen verursachen können. Einer der größten Nachteile beim Ersetzen von Menschen durch Roboter ist der Verlust von Wissen und Fertigkeiten, die diese Menschen möglicherweise über viele Jahre hinweg erworben haben.

Die ersten Roboter wurden aus Sicherheitsgründen für den Einsatz in abgeschlossenen Arealen konzipiert. Sie waren so programmiert, dass sie sofort aufhörten zu arbeiten, sobald jemand in den für die Maschine vorgesehenen Aktionsradius eindrang. Es wurden physische Barrieren und Verriegelungssysteme eingesetzt, um zu gewährleisten, dass Menschen und Roboter in ihren getrennten Bereichen bleiben. Wenn ein Mensch in den Arbeitsbereich des Roboters eindringt, bricht der Roboter die Arbeit sofort ab – oder verlangsamt seine Arbeit zumindest drastisch, um die Gefährdung von Menschen zu vermeiden. Diese Roboter sind in der Regel statisch: Ein Roboterarm ist auf einer festen Basis montiert. Kollaborative Roboter sind ein anderer Typ von Roboter. Sie sind nicht winklig, mit quadratischen oder scharfen Kanten, wie die meisten der frühen Roboter, sondern haben in der Regel abgerundete Oberflächen, um den Schaden zu begrenzen, der beim Kontakt mit Menschen verursacht werden könnte. Roboter führen häufig repetitive Aufgaben mit hoher Geschwindigkeit aus. Dadurch entsteht ein Potenzial für schlimme Unfälle, wenn Roboter und Menschen in unmittelbarer Nähe oder nebeneinander arbeiten. In der Regel ist ein ständiges Eingreifen von Menschen erforderlich, um den Roboter angesichts der verschiedenen Aufgaben, die er erledigen soll, auf Kurs zu halten.

Statt Aufgaben alleine auszuführen, sind kollaborative Roboter – wie es der Name vermuten lässt – so konzipiert, dass sie die Arbeit von Menschen in ihren Aufgaben ergänzen. Dies ist besonders nützlich in einer industriellen Umgebung, in der Produktionsabläufe mit einer großen Vielfalt kleinformatiger Komponenten anfallen. Ein gutes Beispiel ist der zweiarmige kollaborative Roboter YuMi zur Montage kleiner Teile von ABB, der mit zwei flexiblen Händen mit geschickten Greifern, Teile-Zufuhrsystemen, kamerabasierter Teileortung und modernster Robotersteuerung ausgestattet ist. YuMi ist für die Arbeit Seite an Seite mit Menschen konzipiert – nicht abgetrennt in einem separaten Bereich. Dank feinsinnigem Feedback zur Kraftsteuerung kann er schnell reagieren, wenn er näher an Menschen gelangt, als dies in seiner Programmierung vorgesehen ist. Er schraubt seinen Betrieb/seine Bewegung dann sofort zurück, damit Menschen nicht gefährdet werden. YuMi erwirbt seine Fertigkeiten nicht durch Programmierung, sondern eher dadurch, dass ihm Vorgänge beigebracht werden. ABB arbeitet mit Kawasaki an der Cobot-Entwicklung zusammen.

Eine Gruppe von Forschern ist ebenfalls zusammengekommen, um den ARMAR-6-Roboterassistenten herzustellen, der für den Einsatz in den hochgradig automatisierten Lagerhäusern – oder Fulfillment Centern – des britischen Online-Supermarkts Ocado konzipiert wurde. Der Cobot wurde entwickelt, um Wartungstechniker zu unterstützen und Aufgaben zu erledigen, die entweder eine höhere Geschicklichkeit oder mehr Kraft erfordern, als die Techniker bieten können. Der ARMAR-6 wird derzeit in einer automatisierten Forschungseinrichtung von Ocado getestet.

Mediziner – insbesondere Chirurgen – waren frühe Anwender der Robotik, da sie den Vorteil der Technologie für ihren Beruf erkannt hatten. Der Chirurg sitzt an einer Konsole in einiger Entfernung vom Patienten und steuert den Roboter über eine Joystick-Schnittstelle. Einer der größten Vorteile bei der Verwendung eines Roboters in der Chirurgie ist, dass er absolut nicht zittert – ein großes Plus bei präzisen chirurgischen Vorgängen.

Das Know-how in diesem Bereich wurde jetzt durch die Entwicklung eines kollaborativen Roboters von Medineering ergänzt. Dieser besteht aus einem Positionierungsarm, an dessen Ende sich eine mechatronische Schnittstelle befindet, an die eine Vielzahl von chirurgischen Robotern angeschlossen werden kann. Der erste, der entwickelt wurde, ist ein Endoskop, mit dem das Innere des Körpers betrachtet werden kann. Durch den Roboter ist kein weiteres medizinisches Fachpersonal erforderlich, das andernfalls – und manchmal für ziemlich lange Zeit – die Geräte in Position halten müsste. Ein Bericht des US-amerikanischen Unternehmens WinterGreen Research aus dem Jahr 2015 prognostizierte ein Wachstum des Markts für medizinische Robotik von 3,2 Milliarden USD im Jahr 2014 auf 20 Milliarden USD bis 2021. Kollaborative Roboter können dem Körper auch auf andere Weise helfen. Roboter-Exoskelette können das Leben von Behinderten und älteren Menschen erleichtern oder Industriearbeiter entlasten, die sonst häufig an Beeinträchtigungen durch wiederholte Belastung leiden. Verletzungen stellen ein erhebliches Risiko für Industriearbeiter dar und verursachen jedes Jahr Kosten in Millionenhöhe. BMW hat zwei Exoskelette in einem seiner Werke in den USA getestet. Die EksoWorks Vest ist ein Exoskelett mit Nackenstütze zum Stützen von Schulter und Arm und reduziert die Belastung durch kontinuierliche Arbeit mit schweren Werkzeugen oberhalb der Taille. Der Chairless Chair von Noonee ist für Mitarbeiter konzipiert, die über längere Zeiträume am gleichen Ort in Hockstellung gehen oder stehen müssen. Er rastet ein und verringert den Druck auf die Knie und die Beine des Mitarbeiters.

Die Automation ist ein wichtiger Aspekt der modernen industriellen Umgebung, wie durch die Entwicklung des Industrie 4.0-Konzepts veranschaulicht: Man spricht von der Computerisierung des Arbeitsplatzes – manchmal auch als vierte industrielle Revolution bezeichnet. Kollaborative Roboter sind nicht die schlechteste Idee der Science-Fiction-Autoren. Vielmehr handelt es sich um Werkzeuge, die Menschen helfen, ihre Arbeit besser zu erledigen. Gleichzeitig reduzieren sie die Belastung und Langeweile bei repetitiveren Aufgaben, die ein unvermeidbarer Teil der Produktionslinie sind, oder helfen Menschen, ihre täglichen Aktivitäten bestmöglich zu erledigen.

Veröffentlicht am April 15, 2019 - (43 views)
Distrelec GmbH
Lise-Meitner-Str. 4
28359 Bremen - Germany
+49-421 3654 200
+49-421 3654 236
Vollständiges Firmenprofil anzeigen
Ort
Mehr Produkte dieses Anbieters
Robotics Hub - Wissenswertes über Automation, Robotik und Künstliche Intelligenz
Neue Produkte, neue Technologien, neue Marken
Innovation, Entwicklung, Kreation
Innovation, Entwicklung, Kreation
Ob Onlineshop oder Katalog
Verwandte Beiträge
Selbstlernende Industrie-Firewall
Mini-PC für industrielle Anwendungen
Kaskadierbarer Pick-to-Light-Taster
IO-Link-Master mit OPC-UA-Schnittstelle
Industrial Ethernet-Switch für hohe Datenraten
Kompakte M8-E/A-Module
Der Kollege für die Nachtschicht
Robustes Längenmesssystem
Hochgeschwindigkeitsmontage von Schraubverschlüssen
Modularer Box-PC mit Speed-Shift-Technologie
smart plastics: Ungeplante Ausfälle vermeiden
Ihre kostenfreie Eintrittskarte zur Hannover Messe mit IEN D-A-CH:
Flexibilität bieten. Verfügbarkeit sichern. Erwartungen übertreffen.
HANNOVER MESSE
Eine integrierte Lösung für Steuerung und Automatisierung
SPS IPC Drives, Smarte und Digitale Automation, 27. - 29. November 2018 in Nürnberg
Motek
Ideen werden greifbar
Verbindung: kompakt und zeitgemäß
Windfeste Geber für den Einsatz in anspruchsvoller Umgebung
Netzwerkknoten als EMV-Sensoren
Mensch und Maschine arbeiten harmonisch zusammen
Präziser mechanischer Positionssensor
DA30D Gateway für Protokollkonvertierung & Datenerfassung für die digitale Fabrik
Vorausschauende Wartung mit und ohne Cloud
Webbasierte und multifunktionale Projekt- und Portfoliomanagement (PPM) Software Sciforma 6.0
3D-CAD/CAM-Software Fusion 360 für das Produktdesign
Sicherheits-Laserscanner microScan3
Maschinen, Produkte und Menschen intelligent vernetzen
SmartBridge-Adapter und -App