Dass Menschen und Roboter gleichzeitig und fast schon Hand in Hand an einem Werkstück arbeiten, ist immer häufiger in der Produktion im VW-Konzern und bei anderen Automobilherstellern zu sehen. Doch dabei handelt es sich um kleine, leichte Roboter, die recht schnell gestoppt werden können, wenn Sensoren melden, dass ein Mensch in ihre Bewegungsbahn gerät.
Wenn größere Kräfte und Massen ins Spiel kommen, etwa bei Robotern, die auch schwere Lasten heben können, gilt das Risiko für den Menschen bislang als zu hoch. Diese Roboter stehen weiterhin in einem Schutzkäfig und schalten sich ab, wenn die Käfigtür geöffnet wird.
Bei einem Prototypen hat Volkswagen das reale Schutzgitter nun durch einen virtuellen und flexiblen Schutzraum ersetzt. Der schwere Roboter ist umgeben von einem Ring aus roten, gelben und grünen Farbfeldern, die auf den Boden projiziert werden. Bewegt sich ein Mensch im grünen Bereich, arbeitet der Roboter mit vollem Tempo. Signalisieren die Sensoren von Laserscannern, dass er die gelben Felder betritt, verringert der Roboter sein Tempo. Beim Betreten der roten Felder stoppt er völlig. Verlässt der Mitarbeiter den roten Bereich, setzt der Roboter seine Arbeit fort.
Industrieroboter pro 10.000 Mitarbeiter in der europäischen Autoindustrie 2015
Vorhandene Roboter können nachgerüstet werden
„Das Thema Mensch-Roboter-Kooperation ist derzeit in aller Munde. Bislang ging es dabei vor allem um die Zusammenarbeit mit Leichtbau-Robotern. Nun wollen wir auch Industrie-Roboter fit dafür machen“, sagt Martin Gallinger, der die Weiterentwicklung von Roboter-Anwendungen in der Konzern-Produktion verantwortet. Die Technik der dynamischen Schutzfelder „kann die Arbeit vieler Mitarbeiter vereinfachen, denn die großen Industrie-Roboter können viel schwerere Teile heben und beispielsweise den Mitarbeitern anreichen", erläutert er. Dynamisch sind die Schutzfelder, weil sie gewissermaßen mit der Bewegung des Roboterarms wandern. So können Industrie-Roboter künftig Mitarbeiter aktiv unterstützen und entlasten. Ein weiterer Vorteil: Auch bereits existierende Roboter können für die Zusammenarbeit mit dem Menschen befähigt werden.
„Bei all den Vorteilen dieser neuen Form der Zusammenarbeit hat ein Thema für uns jedoch höchste Priorität: die Sicherheit", betont Gallinger. Dafür sorgen hochmoderne, interaktive Schutzfelder. Zu Testzwecken hat das Team um Gallinger gemeinsam mit den Partnern Kuka, Keyence und Fraunhofer IFF einen serienfähigen Prototypen aufgebaut. Die Sicherheitszonen werden mit der Roboterbewegung dynamisch angepasst. Arbeitet der Roboter beispielsweise im hinteren Bereich und damit weiter von der Position des Menschen entfernt, verschieben sich die grünen, gelben und roten Felder entsprechend.
Der realisierte Prototyp zeigt laut Volkswagen die technische Machbarkeit dieser neuen Form der Zusammenarbeit und ein komplett neues Sicherheitskonzept: „Im nächsten Schritt werden wir den Prototypen gemeinsam mit unseren Projektpartnern, Arbeitssicherheits-Experten und Produktions-Mitarbeitern intensiv testen und optimieren. Mit ihrem Feedback wollen wir das System gemeinsam zur vollen Serien-Tauglichkeit weiterentwickeln“, so Gallinger.
Das Konzept dieser Automatisierung ohne Schutzzäune zeigt Volkswagen in einem Video, das hier online zu finden ist.
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