Industrieroboter sollen in Zukunft enger und sicherer mit Menschen zusammenarbeiten können. Dies ist Ziel eines neuen Forschungsprojekts des Instituts für Produktion und Logistik an der Universität Bremen (BIBA). Zusammen mit Partnern aus der Wirtschaft entwickelt und erprobt ein Forschungsteam ein Mensch-Roboter-Kollaborationssystem (MRK). Schützende Käfige könnten überflüssig werden.
Kommt man einem Industrieroboter zu nah, stellt er seine Arbeit augenblicklich ein. Wegen der hohen Verletzungsgefahr gibt es hierzu strenge Sicherheitsbestimmungen. Darum arbeiten Roboter in Käfigen. Das macht in der Produktion eine enge Hand-in-Hand-Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter bisher kaum möglich; sie wird aber gebraucht. Das Forschungsprojekt „Autonomes Assistenzsystem zur Unterstützung von MRK-Montageprozessen“ (AutARK) sucht Lösungen.

Ziel ist, ein Robotersystem zu entwickeln, das autonom, körpernah, sensorbasiert und systemneutral ist. Damit sollen Prozesse besonders in kleinen und mittelständischen Unternehmen vereinfacht und die industrielle Montage erleichtert werden.

Zu diesem Zweck wurde am BIBA ein kollaborativer Roboter in Betrieb genommen. Zusammen mit einem größeren Industrieroboter soll er demonstrieren, wie die sichere Hand-in-Hand-Zusammenarbeit von Mensch und Maschine aussehen kann.

Die Anforderungen des Projektpartners Block Transformatoren-Elektronik dienen als Beispiel für die Entwicklung eines MRK. In dem Unternehmen werden Transformatoren montiert. Dies erfordert einerseits manuelle Feinarbeit, andererseits müssen schwere Spulen und Bleche präzise verbaut werden. Insbesondere für mittlere Traglasten besteht Bedarf nach geringerem Sicherheitsabstand zwischen Mensch und Roboter. „Durch unsere Entwicklung sollen die Arbeitsbedingungen an ergonomisch ungünstigen Arbeitsplätzen verbessert und die Zusammenarbeit mit Robotern bereits von der Ausbildung an gefördert werden“, sagt Projektleiter Aaron Heuermann.

Das BIBA entwickelt eine autonome körpernahe und roboternahe Sensorik. Mensch und Maschine werden mit Sensoren ausgestattet und liefern Daten aus dem Arbeitsprozess an das System. Dieses verarbeitet die Daten mithilfe intelligenter Algorithmen und liefert sicherheitsrelevante und unterstützende Informationen zurück. Das Assistenzsystem lernt permanent dazu. Der Roboter kann seine Bewegungsabläufe ohne Unterbrechung anpassen und stoppt bei Gefahr sofort. So kann man ihn aus seinem Käfig herausholen und ihn mit Menschen zusammenarbeiten lassen. Das führt zu weniger Unterbrechungen in Montageprozessen, reduziert Kosten und steigert die Effizienz.

Das Projekt kostet 1,9 Millionen Euro. Es wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit knapp 1,3 Millionen Euro gefördert als Teil des BMWi-Programms Digitale Technologien für die Wirtschaft (PAiCE – Platforms, Additive Manufacturing, Imaging, Communication, Engineering). Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Projektpartner sind drei Unternehmen.

19.02.2019