Blechkollege mit Feingefühl
Bei Industrierobotern geht es üblicherweise um höchste Präzision in Positionierung, Bewegung und Krafteinsatz. Und um Geschwindigkeit. Das ist die Grundlage für die Erfolgsgeschichte der Industrieautomatisierung. Die auf Koordinaten, Bezugspunkte und Bewegungsabläufe programmierten Maschinen verschweißen Karosserieteile, bestücken Leiterplatten, verpacken Medikamente und züchten Topfpflanzen wie von Geisterhand gesteuert. In Belgien wurde sogar ein mobiler Ernteroboter entwickelt, der den Obstbauern die Äpfel vom Baum pflückt.
Raus aus dem Käfig!
Von den bereits erwähnten Eigenschaften der Industrieroboter sind es vor allem die Kraft und die Geschwindigkeit, welche die Maschine für den Menschen zur Gefahr werden lassen. Die automatischen Kollegen arbeiten deshalb meistens ferngesteuert in eigenen Zellen oder hinter schweren Gittern, um sie vor unbefugten – und gefährlichen – Annäherungen durch den Menschen zu schützen. Eine seit Jahresbeginn 2010 für alle EU-Staaten zwingend vorgeschriebene neue Maschinenrichtlinie schenkt gerade dem Sicherheitsaspekt besondere Bedeutung: Sowohl in der Herstellung als auch beim Einsatz von Maschinen und Robotern muss ein genau definiertes, abgestuftes Sicherheits-Regelwerk erfüllt und nachgewiesen werden, damit es im Einsatz zu keinen gefährlichen Kollisionen mit Menschen kommen kann.
Kollaborierende Roboter
Viele moderne Fertigungsprozesse erfordern jedoch weiterhin eine Verbindung der Kraft und der Arbeitsleistung von Robotern mit der überlegenen Wahrnehmung und Fingerfertigkeit des Menschen. So kommen bei komplexen Aufgaben wie zum Beispiel der Montage auch die besten Industrieroboter kaum ohne menschliche Unterstützung aus. „Industrie-Roboter und Mensch können durchaus direkt zusammenarbeiten, wenn die Gefährdungen bestimmt und Maßnahmen wie sichere Roboter-Steuerungen ergriffen werden“, meint der deutsche Physiker und Fachjournalist Oliver Schonschek. Bei den so genannten „kollaborierenden Robotern“ übernimmt die Maschine den schweren Teil – etwa das Anheben eines schweren Werkstücks – und der Mensch macht die Feinarbeit. Im Klartext: Kraft gepaart mit Fingerspitzengefühl – doch dafür müssen die Schutzzäune zwischen Mensch und Maschine fallen. „Die Sicherheit der Werker im Umfeld eines Roboters muss kompromisslos gewährleistet sein“, fordert Lukas Bruckmüller, Projektmanager im Linzer Mechatronik-Cluster (MC). „Roboter im Team mit Werkern orientieren sich am Takt der Menschen und können mithilfe aktiver Schutzkomponenten Hand in Hand mit diesen arbeiten. Die Sensorik sorgt für den erforderlichen Schutz und man kann davon ausgehen, dass sie eine fehlertolerante Kinematik besitzen, die sich beim Anstoßen an ein Hindernis nachgiebig verhält.“
„Romo“ zeigt sich von der sanften Seite
Das oberösterreichische Uni-Spinoff-Unternehmen FerRobotics Compliant Robot Technology hat es geschafft, der Maschine so etwas wie Gefühl beizubringen. Das 15-köpfige Entwicklerteam rund um die beiden Firmengründer Paolo Ferrara und Ronald Naderer hat mit „Romo“ einen Roboter gebaut, der nachgibt, wenn er unerwarteterweise auf Widerstand stößt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Roboterarmen, die ihre Bewegungen nur auf Basis der ursprünglichen Programmierung ausführen, kann „Romo“ seine Kraft entsprechend dem entgegengesetzten Widerstand dosieren. Sein „Gefühl“ ist die Sensibilität auf Kontakt und Druck, und diese Nachgiebigkeit eignet ihn für die nahe Zusammenarbeit mit Menschen. „Durch seinen einzigartigen Positionsausgleich kann dieser Roboter direkt in der Zusammenarbeit mit dem Nutzer eingesetzt werden“, erklärt Geschäftsführer Paolo Ferrara. Beispielsweise kann Romo ein vom Menschen gehaltenes Werkstück punktgenau und mit immer demselben Druck polieren, auch wenn es dabei ständig bewegt wird.
Mit Luft gefüllte Muskeln
Romos Ungefährlichkeit basiert auf einem „hybriden“ Antriebskonzept. Darunter versteht man die ausgefeilte Kombination aus Elektroantrieb und „pneumatischen Muskeln“. Der vom Automatisierungsspezialisten Festo hergestellte Luftmuskel wurde dabei von der Natur abgeschaut: Ein Schlauch wird mit Pressluft gefüllt, bläht sich in der Mitte auf und wird dadurch kürzer. Wie beim menschlichen Muskel ermöglicht diese Technik sanfte Bewegungen und dennoch entsprechende Kraftentwicklung. Dies eröffnet völlig neue Anwendungsfelder – und das auch für Klein- und Mittelbetriebe, denen Robotik-Anwendungen bislang eine Nummer zu groß waren. „Romo ist besonders geeignet für das Stapeln, Palettieren und Bestücken von Bearbeitungsmaschinen im Kleinserienbereich, da kein speziell geschultes Personal mehr notwendig ist“, erklärt Ferrara die Möglichkeiten des Romo-Einsatzes.
KMU-Roboter
Das bereits mehrfach mit Technologiepreisen gewürdigte Unternehmen FerRobotics hat einen Exportanteil von mehr als 60 Prozent. Der innovative, einfach zu nutzende Roboter soll gezielt die kleinen und mittleren Produktionsbetriebe in den Hochlohnländern unterstützen, und somit die Wettbewerbsfähigkeit des Mittelstandes verbessern. Dabei ist die einfache Handhabung und Programmierung wichtigste Voraussetzung um in diesem Markt Erfolg zu haben. Die von FerRobotics „Magic Muscle Control“ getaufte Steuerung macht bisherige Programmierverfahren überflüssig. Bei der so genannten „Show-Do-Programmierung“ wird ihm einfach vorgeführt, was er machen soll. „Das technisch komplexe Justieren zu bestimmten Arbeitsobjekten entfällt, weitere Eingriffe in etwaige Programmroutinen werden nicht mehr benötigt“, erklärt Paolo Ferrara. Und Ronald Naderer, Mitgründer und Co-Geschäftsführer von FerRobotics, erläutert: „Die Programmierung erfolgt nach dem Motto: gezeigt-gemerkt-gemacht.“
[…]
März 2010 / Gerhard Rainer
Den gesamten Artikel lesen Sie in der März-Ausgabe des pfm-Magazins.
Mehr zum Thema.
© Telekom-Presse
|
|
Fotos: Credit: MVTec
   |
Telekom-Presseon
|
