Mensch-Roboter-Kollaboration - Automatisierung im Wandel

Der Fertigungsbranche befindet sich im Wandel – und damit auch ihre technologischen Anforderungen. Eine Branche, in der die Automatisierung bislang in erster Linie zur Steigerung des Produktionsvolumens eingesetzt wurde, hat angesichts steigender Lohnkosten, sinkender Verfügbarkeit und der sich ständig verändernden Konsumnachfrage die Flexibilität für sich entdeckt. Man könnte sogar sagen, dass das Streben nach Flexibilität den Geschwindigkeitstrend in der Fertigungsbranche abgelöst hat.

Bis zu 90 Prozent der Fertigungsaufgaben lassen sich nach wie vor nicht sinnvoll automatisieren. Dieser Wert nimmt jedoch stetig ab. Kollaborative , smarte Roboter, die sich in der Praxis den Veränderungen in ihrer Umgebung anpassen, in weniger strukturierten Umgebung zur Höchstform auflaufen und schnelle Anwendungswechsel ermöglichen, sind auf dem Vormarsch und erfreuen sich bei Unternehmen, die an einer Steigerung ihrer Flexibilität, Effizienz und Qualität interessiert sind, immer größerer Beliebtheit.

Inzwischen bezeichnen ja viele Unternehmen ihre Roboter als kollaborativ, intelligent oder sicher. Der kollaborative, smarte Roboter „Sawyer“ von Rethink Robotics, der in Deutschland exklusiv von HAHN Robotics vertrieben wird, bietet ein breites Spektrum an integrierten, hochentwickelten Technologien (etwa die nachgiebige Bewegungssteuerung, die Bildgebung, die KI, die eingebettete Steuerung oder die standardmäßige Sicherheit) an. Features dieser Art ermöglichen es, kollaborative Roboter in weniger anspruchsvolle und repetitive Aufgaben einzuarbeiten, die bisher von Menschen ausgeführt werden mussten. Dies ermöglicht, die wertvolle Ressource Mensch für wertschöpfendere Aufgaben nutzen zu können. Der Roboter wird so zum Assistenten des Menschen. Gerade für KMUs sind teure, konventionelle Automatisierungslösungen oft nicht zu realisieren.

Der flexible Einsatz kollaborativer Robotik eröffnet so neue Möglichkeiten die Mensch-Roboter-Kollaboration enorm voranzutreiben und so sichere und effiziente Prozesse zu gestalten. In der Fertigung kann es bisweilen ziemlich chaotisch zugehen, und die ständig wechselnden Bedingungen erschweren den Einsatz einer konventionellen Automatisierung. Der smarte Roboter Sawyer ist speziell für die Arbeit in solchen Umgebungen konzipiert. Er kann nicht exakt ausgerichtete Objekte aufnehmen, neu ausrichten und korrekt platzieren. Dank einer einzigartigen Kombination aus Nachgiebigkeit und fortschrittlicher Sensortechnologie können sie sich Ihrer Umgebung anpassen, anstatt eine Anpassung der Umgebung an den Roboter erforderlich zu machen.

Auf der Grundlage der patentierten seriell-elastischen Aktoren (Series Elastic Actuators) besitzt Sawyer durch die Kombination von mechanischer Nachgiebigkeit und einer ausgeklügelten Kraftregelung eine nachgiebige und innovative Bewegungssteuerung, die einen sichere, präzise und flexible Integration in bestehende Produktions- und Handling-Aufgaben gewährleistet. Sawyer tastet sich gewissermaßen an die richtige Position, ohne Teile, Vorrichtungen oder sich selbst zu beschädigen und kommt somit auch in weniger strukturierten Umgebungen bestens zurecht. Bei konventionellen Robotern können die Kosten für die Programmierung und Integration der Lösung den Anschaffungspreis schon mal um das Drei- bis Fünffache übersteigen.

Viele einfache kollaborative Roboter bringen häufig ähnliche Integrationsprobleme mit sich. Rethink Robotics hat viele der üblichen Implementierungshemmnisse beseitigt und den Integrationsprozess für Anwender optimiert. Dadurch ist Sawyer schneller einsatzbereit und profitiert von geringeren Kosten und Standzeiten – ganz gleich, wie oft der Roboter an gleicher oder anderer Stelle eingesetzt wird. Die Umrüstung bestehender Anlagen kann hierbei auf einfache Art erfolgen, ohne aufwendige Neuplanung oder Umbau der Anlage sowie ohne aufwendige Neuprogrammierung des Roboters. Komplexe Aufgaben verbleiben bei dem Menschen während der Roboter stupide, kontinuierlich wiederkehrende Aufgaben übernimmt und zudem flexibel in der Produktion eingesetzt werden kann.

Die Herausforderungen der Mensch-Roboter-Kollaboration in den Anwendungen bestehen darin, dass für die  Umsetzung der kollaborativen Robotics ein Umdenken von der klassischen, komplexen Automatisierung hin zu einer „Lean“-Automatisierung notwendig. Die kollaborative Robotics lässt sich meist viel einfacher in bestehend Produktionen einbinden, ohne einen komplette Um-/ bzw. Neuplanung. „Sawyer“ als „Smart-kollaborativer Roboter“ passt hierbei sein Verhalten an veränderte und unerwartete Situationen im Fertigungsbereich an und lässt sich problemlos programmieren, modifizieren.

Zusammenfassung: Die kollaborative Robotics als neue, innovative Technologie gewinnt zunehmend an Bedeutung als Assistenzroboter in der Produktion von Morgen. Viele Aufgaben in der Produktion können heutzutage nicht kosteneffizient bzw. mit einem akzeptablen ROI automatisiert werden. Die kollaborative Robotics und hier insbesondere der smarte Roboter „Sawyer“ eröffnen neue Möglichkeiten, manuelle Applikationen sinnvoll und effizient zu automatisieren und hierbei den Menschen miteinzubinden.

Autor des Artikels

Carsten Busch

Geschäftsführer HAHN Robotics