Industrie 4.0 hält auch in mittelständischen Unternehmen langsam aber sicher Einzug. Dabei geht es nicht nur darum, Prozesse zu digitalisieren und Anlagen zu automatisieren. Industrie 4.0 bringt auch neue Formen der Mensch-Maschine-Kollaboration hervor, bei denen die Entlastung der Mitarbeiter im Vordergrund steht. Bei Bosch im mittelfränkischen Ansbach arbeiten vier mobile Produktionsassistenten in der Fertigung mit ihren menschlichen Kollegen eng zusammen. Im Rahmen einer teilautomatisierten Produktionslinie helfen sie beim Be- und Entladen von automatisierten Fertigungsstationen sowie beim Transport der Werkstücke. Bei den Werkstücken geht es in Ansbach um EPS-Steuergeräte für Lenksysteme im Automobil. Diese werden im Werk produziert und abschließend getestet – ein Prozess, der durch den Einsatz der Roboter mit wenig Aufwand höher automatisiert wurde. Die Produktionsassistenten arbeiten den Menschen dabei direkt zu – und dies ohne besondere Abschirmung.
Entlastung im Fokus
Bei der abschließenden elektrischen Prüfung legt der 1,70 Meter hohe und 230 Kilogramm schwere APAS assistant die Steuerelemente in ein Testgerät ein, das die Temperaturbeständigkeit misst. Dabei werden die Teile stark aufgeheizt und auf Funktion geprüft. Nach der Prüfung entnimmt der APAS assistant die Module wieder und übergibt sie dem Mitarbeiter. Dem Menschen bleiben so nicht nur die hohen Temperaturen bei der Entnahme aus der Prüfstation erspart, sondern auch das Teilehandling, das mitunter recht eintönig sein kann. Den Roboter indessen stört das nicht – er arbeitet mit der konstanten Präzision der Maschine. Während er den Routinejob erledigt, konzentriert sich der Mitarbeiter auf höherwertige Aufgaben, etwa die Beurteilung der Testergebnisse.
Zur Entlastung der Mitarbeiter wird der APAS assistant auch in anderen Bosch-Werken und verschiedenen Unternehmen der Automobilindustrie erfolgreich eingesetzt. Dort übernimmt er neben einfachen und monotonen Aufgaben auch solche mit ergonomisch ungünstigen Bewegungsabfolgen oder mit besonderen Sicherheitsanforderungen. Beispielsweise prüft er Batterien für hybridbetriebene Fahrzeuge unter hohen elektrischen Spannungen, was für den Menschen potenziell gefährlich ist. Auch bei Montagearbeiten lassen sich die Problemlösekompetenz des Menschen und die Ausdauer der Maschine ideal verbinden. So kann der Produktionsassistent dem Menschen an einem Handarbeitsplatz zuarbeiten und ihm Teile vorlegen, die der Mensch dann zügig zusammenschraubt.
Berührungslos sicher ohne Schutzzaun
Wenn Mensch und Industrieroboter sich gemeinsame Arbeitsräume teilen, umgeben normalerweise Schutzzäune die Maschinen. Anders beim APAS assistant: Ohne Sicherheitszaun arbeitet er unmittelbar und sicher mit den Menschen zusammen. Das hat auch die deutsche Berufsgenossenschaft bestätigt und den APAS assistant als ersten Industrieroboter für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen ohne Abschirmung zertifiziert. Denn der Roboterarm ist mit einem Netzwerk von Sensoren überzogen, die den Nahbereich der Maschine kontinuierlich überwachen.
Die speziell von Bosch entwickelte Sensorhaut erkennt, wenn sich ein Mensch im Nahbereich befindet; die Maschine stoppt, bevor es zu einer Berührung kommt. Erst wenn der Mitarbeiter sich wieder ausreichend entfernt hat, setzt der Roboter die Arbeit fort – an genau der Stelle, an der er die Arbeit zuvor unterbrochen hatte. Darüber hinaus verfügt der sensitive Drei-Finger-Greifer über einen Klemmschutz: Sollte es doch zu einer Kollision kommen, federn die Greiferfinger ein und schützen so den Menschen vor möglichen Verletzungen. Eine optionale Zusatzfunktion ermöglicht es dem APAS assistant darüber hinaus, einen erweiterten Fernbereich zu überwachen. Dadurch passt die Maschine ihre Arbeitsgeschwindigkeit flexibel an die An- beziehungsweise Abwesenheit von Menschen an. Ist kein Mitarbeiter in der Nähe, arbeitet sie mit maximalem Arbeitstempo. Nähert sich ein Mensch, wechselt sie automatisch in eine sichere Geschwindigkeit.
Enormes Zukunftspotenzial
Mit dem Einsatz der Produktionsassistenten hat das Bosch-Werk in Ansbach seine Produktion zusätzlich automatisiert und sich frühzeitig auf den Bedarf schnellerer und effektiverer Produktionsabläufe eingestellt. Denn im Zeitalter von Industrie 4.0 wandeln sich die Ansprüche von Kunden rasant, der Fokus verschiebt sich immer mehr hin zu individuelleren Produkten bei konstant hohen Anforderungen an die Qualität. Für die Produktion bleibt das nicht folgenlos: Lebenszyklen von Produkten werden zunehmend kürzer, Losgrößen kleiner. Hier bietet die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) enormes Potenzial.
Der APAS assistant ist in der Lage, sich über standardisierte Schnittstellen mit anderen Assistenzsystemen und weiteren Anlagen zu vernetzen. Außerdem ist er nicht nur auf wenige Aufgaben spezialisiert, sondern kann schnell und kostengünstig in neuen Bereichen eingesetzt werden. Aufwändige Programmierkenntnisse benötigen Mitarbeiter dafür nicht. Über eine dialoggesteuerte, intuitive Bedienoberfläche können Facharbeiter den Produktionsassistenten leicht für neue Tätigkeiten einrichten und diese Arbeitsabläufe abspeichern. Sie lassen sich jederzeit problemlos per Knopfdruck wieder abrufen und machen es möglich, den APAS flexibel an verschiedenen Orten in der Produktion einzusetzen.
Individuelle Arbeitsteams
Im Ansbacher Werk zeigt sich die neue Qualität der Mensch-Maschine-Interaktion – eine Kombination aus der menschlichen Problemlösekompetenz und Flexibilität mit der ausdauernden Präzision des Produktionsassistenten. Die Verantwortlichen in der Fertigung können je nach Bedarf zwischen verschiedenen Szenarien des Mischbetriebs wählen und diese jederzeit schnell realisieren: Ob die Mitarbeiter mit mehreren Produktionsassistenten kollaborieren oder vier Roboter einen Teil der Fertigung komplett automatisieren – die Flexibilisierung ist für das Werk ein enormer Fortschritt. Die APAS assistants haben sich in Ansbach bewährt. Einem Einsatz auch in anderen Produktionsbereichen steht nichts mehr im Wege.
