Mensch-Roboter Kollaboration

Sichtprüfungen von Produktoberflächen werden überwiegend von Mitarbeitern ausgeführt, wobei Automatisierungsansätze mit Kamera- und Bildverarbeitungssystemen großes Potenzial zeigen. Auch Cobots werden in Qualitätssicherungsprozesse einbezogen. Im Folgenden werden die Integrationsmöglichkeiten von Cobots in die Sichtprüfung diskutiert und ein Entscheidungsmodell dargestellt, mit dem Sichtprüfungsprozesse auf ihre Cobot-Tauglichkeit überprüft werden können. Das Entscheidungsmodell ist für die direkte Integration in bereits existierende Cobot-Eignungsuntersuchungsverfahren konzipiert und dient als erste strategische Entscheidungshilfe.

Bei Mensch-Roboter-Kollaborationen (MRK), in denen der Mitarbeiter direkt neben dem Roboter arbeitet - wie es bei Anwendungsfällen in der bisher rein manuellen Montage häufig der Fall ist - ist die Wirtschaftlichkeit häufig nur schwer darstellbar. Daher ist bei der Gestaltung von MRK-Anwendungen in der Montage bereits in der ersten Planungsphase der Fokus auf die Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit zu legen. Im Forschungsprojekt ROKOKO wurden dazu drei Hinweise für eine wirtschaftliche Gestaltung eines MRK-Anwendungsfalles gewonnen: Erstens die Wirtschaftlichkeit bereits in früher Projektphase überprüfen, zweitens den Kollaborationsgrad möglichst geringhalten und drittens dem Roboter möglichst gleichartige Aufgaben geben. Bei der frühen Überprüfung der Wirtschaftlichkeit hilft eine aus Erfahrungswerten aufgestellte, einfache Kalkulationstabelle mit hinterlegten Kostenbausteinen, mit der sich - in Abhängigkeit vom Komplexitätsgrad des Anwendungsfalles - eine erste ...

Durch den Einzug kollaborativer Robotiksysteme in die industrielle Produktion verschwindet die strikte Trennung der Arbeitsräume zwischen Mensch und Roboter (MRK - Mensch-Roboter-Kollaboration). In der MRK ist es das Anliegen, die Stärke und Effizienz von Robotern mit der Geschicklichkeit und den kognitiven Fähigkeiten des Menschen durch die nahtlose Zusammenarbeit zusammenzuführen [1]. Produktionsunternehmen, in denen MRK Szenarien umgesetzt werden sollen, erfordern jedoch eine transparente und reflektierte Technologieauswahl bezüglich der Absicherung des Werkers gegenüber der Gefährdung durch den Roboter. Im Sinne dieser Herausforderung wird in diesem Beitrag ein Vorgehensmodell vorgeschlagen, das Technologieentwickler und Systemintegratoren bei der Auswahl angemessener Technologien und Lösungen für MRK Szenarien unterstützt.

Die gesellschaftliche Entwicklung und die industrielle Arbeitswelt sind aktuell weitreichenden Veränderungen unterworfen. Der demografische Wandel und die schrumpfende Gesamtbevölkerung beeinflussen das verfügbare Arbeitskräftepotenzial. Gleichzeitig steht die industrielle Produktion vor wachsenden Herausforderungen durch eine zunehmende Individualisierung und Vielfalt der herzustellenden Produkte. Eine Anpassung und Neugestaltung bestehender Arbeitsplätze und Fertigungstechnologien wird zu einem zentralen Hebel für den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts Deutschland. Der Mensch steht im Fokus der Arbeitswelt von morgen. Intelligente Arbeitssysteme werden ihn physisch und psychisch entlasten, ihm längere und flexiblere Erwerbstätigkeit ermöglichen und ihm gesundheitsschonend gestaltete Arbeitsplätze bieten, die sich auch für Qualifizierung und Training eignen. Im Forschungsfeld „Intelligente Arbeitssysteme“ des Fraunhofer IFF werden die ...

Mit kollaborierenden Robotern und neuen Bedienkonzepten ergeben sich grundsätzlich neue Anwendungen für robotische Systeme. Wir beschreiben wichtige Eigenschaften solcher robotischen Systeme und stellen in diesem Beitrag mit einem robotischen Assistenzsystem für manuelle Fertigungsaufgaben, welches über eine multimodale Bedienoberfläche gesteuert wird, eine mögliche Anwendung für diese neuartigen Systeme vor.

Als Ergebnis ihrer gemeinsamen Forschungsaktivitäten berichten die Autoren über das Potenzial von kollaborativen Robotern in produzierenden Unternehmen. Die Betrachtung der Arbeitssicherheit stellt dabei einen wesentlichen Aspekt bei der Auslegung der Arbeitssysteme dar. Innovative Konzepte mit mobilen kollaborativen Robotern eröffnen seit kurzem eine neue Dimension der Mensch-Maschinen-Kooperation. Eine exemplarische Aufführung einzelner industrieller Umsetzungen unterstreicht den Stand der Technik sowie das Potenzial der Technologie.

Wissenschaft und Wirtschaft sind sich über die Zielstellung Industrie 4.0 einig. Doch anders als suggeriert, wird eine Revolution auf Knopfdruck aufgrund der Problemvielfalt und den damit zusammenhängenden Herausforderungen, z. B. Komplexität, Big Data, Sicherheit etc., schwer möglich sein. Dennoch besteht Handlungsbedarf, wollen die Akteure den Sprung zur digitalisierten Wertschöpfungskette nicht verpassen.

Zukunftsweisende Arbeitsumgebungen sind durch vernetzte, kooperierende Objekte charakterisiert. Die Eigenschaften dieser sogenannten cyber-physischen Systeme (CPS) beinhalten die Erfassung, Speicherung, intelligente Verarbeitung und Kommunikation von Daten. Hieraus ergeben sich neue Interaktions- und Kollaborationsmöglichkeiten in der Mensch-Technik-Interaktion. Dieser Beitrag behandelt technische und organisatorische Herausforderungen eines robusten Schutz- und Sicherheitssystems für den Einsatz in einer Mensch-Roboter-Kollaboration. Bekannte Anforderungen für ein integriertes Sicherheitskonzept der Mensch-Roboter-Kollaboration sowie der funktionalen Sicherheit von Maschinen und elektronischen Systemen werden identifiziert und eine Referenzarchitektur am Beispiel halbautomatischer Montageprozesse entwickelt.