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Donnerstag, 19. Oktober 2017, Ausgabe Nr. 42

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Automatisierung

Roboter nähern sich menschlichen Kollegen an

Von O. Klempert | 18. Mai 2012 | Ausgabe 20

Schritt für Schritt bringen technische Weiterentwicklungen Roboter wieder mit ihren menschlichen Kollegen zusammen. Das wird vom 22. bis 25. Mai auch Thema der Messe "Automatica" in München sein. Dort will die Branche belegen, dass sie auch außerhalb der Automobilindustrie wertvolle Dienste leisten kann.

Ein kleiner mobiler und autonom agierender Roboter inspiziert selbstständig Industrieanlagen und Rohrleitungen auf mögliche Gaslecks, kann diese bereits aus der Ferne entdecken und genau lokalisieren. Bei seiner Montagetätigkeit im Automobilbetrieb kann ein 60-Jähriger mithilfe einer "Exohand" sich stetig wiederholende Tätigkeiten ausführen, ohne dass es zu Ermüdungserscheinungen seiner Muskeln kommt – was futuristisch klingt, ist heute bereits in Forschungslaboren Realität. Nach dem Krisenjahr 2009 erlebt die Roboterindustrie aktuell einen Aufschwung mit vielfältigen neuen Impulsen.

Das Jahr 2011 brachte dabei nicht nur eine Erholung der Marktsituation in der Robotik mit sich, sondern bescherte vielen Anbietern deutliche Gewinne. "Der Erfolg der weltweiten Roboterindustrie hat sich auch 2011 fortgesetzt", erklärte kürzlich Shinsuke Sakakibara, Präsident der International Federation of Robotics (IFR). "Die Roboterinvestitionen schnellten weltweit in die Höhe." Die Vereinigung schätzt, dass sich die Roboterverkäufe 2011 auf einen neuen Spitzenwert von rund 150 000 Stück erhöht haben. Dies bedeute eine Zunahme um 30 % gegenüber dem Vorjahr.

Bereits 2010 hätten sich die Lieferungen nach dem dramatischen Absturz im Jahr 2009 stark erholt. Zwar sei dabei die Automobilindustrie noch der Motor für das starke Wachstum in der Robotik gewesen, 2011 sei aber die Nachfrage aus anderen Branchen deutlich gestiegen.

Mehr noch: Sieht man sich die Ergebnisse der aktuellen Quest-Studie "Die Zukunft des Robotereinsatzes bis 2014 im deutschen Maschinenbau" an, so scheint sich dieser Trend in den kommenden Jahren weiter fortzusetzen. Laut Marktuntersuchung setzt derzeit bereits fast jeder zweite der dort befragten Maschinenbauer Roboter ein. In den nächsten drei Jahren sei zu erwarten, dass neue Erstanwender hinzukommen, sodass 2014 gut 50 % der Maschinenbauer Roboter an ihren Maschinen einsetzen könnten.

Die zunehmende Nachfrage nach flexiblen Automatisierungslösungen erschließt dem Industrieroboter dabei immer neue Einsatzbereiche. Unterstützt wird diese Entwicklung insbesondere durch den raschen Fortschritt in der Steuerungstechnik und Sensorik. Der aktuellste Trend basiert auf der Norm ISO 10218–1 bezüglich der sogenannten sicherheitsgerichteten "Mensch-Roboter-Kollaboration". Sie enthält Sicherheitsanforderungen für Industrieroboter, damit Mensch und Roboter in einem festgelegten Arbeitsraum ohne räumliche Trennung durch Schutzzäune oder Lichtgitter – wie bislang – zusammenarbeiten können. An vielen Fronten werden daher derzeit gleichzeitig verschiedene Robotikkonzepte entwickelt.

In Deutschland führend auf diesem Gebiet ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt mit einem Leichtbauroboter, der von Kuka Roboter in Augsburg weiterentwickelt wurde. Die Besonderheit dieses Leichtbauroboters ist, dass bei seiner Entwicklung von Anfang an die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter erklärtes Ziel war. "Die heute marktüblichen Sicherheitskonzepte müssen überdacht werden", sagte Paul Kho von Kuka gegenüber den VDI nachrichten. "Das betrifft insbesondere die Sicherheitssteuerungstechnik. Durch eine sichere Übertragung komplexer Datenstrukturen wie Sensorwerte und Positionen ergeben sich vielfältige Optionen im Vergleich zur traditionellen, parallelverdrahteten Sicherheit."

Interessantes gibt es auf der diesjährigen "Automatica" auch vom österreichischen Automatisierungsunternehmen Keba zu sehen. Es zeigt seine neue Multi-Robotersteuerung "KeMotion": Das Besondere daran ist die vorausschauende Bahn- und Bewegungsplanung "Intelligent Motion". "Damit können mehrere Roboter im gemeinsamen Arbeitsraum so gesteuert werden, dass diese sich nicht gegenseitig im Weg stehen. Dafür werden die Bewegungen der Roboterarme unter Berücksichtigung aller bewegten Objekte so geplant, dass Stillstände effektiv vermieden werden. Sich dauerhaft wiederholende harsche Start- und Stopp-Vorgänge entfallen, die Bewegungen erfolgen fließend und dynamisch", erklärte Keba-Mitarbeiter Werner Hentscholek.

Dadurch würden sich zahlreiche Vorteile ergeben. Beispielsweise könnte der Durchsatz sowie die Produktivität um bis zu 10 % gesteigert werden. Zudem würden Vibrationen an der Anlage vermieden. Die Mechanik würde geschont, der Wartungsaufwand sinke.

Solche Entwicklungen zeigen: Insgesamt macht der Einsatz von Robotern in der Industrie die Produktion effektiver und kostengünstiger, da die Vorteile des Roboters mit denen des Menschen, seines Bedieners, künftig noch besser kombiniert werden.

Ein weiteres Beispiel dafür ist auch die "Exohand" des Automatisierungsunternehmens Festo, Esslingen, die erstmals Ende April auf der Hannover Messe vorgestellt wurde. Sie ist ein an die menschliche Hand angepasstes Exoskelett, mit dem Finger aktiv bewegt, die Kraft in den Fingern verstärkt und Bewegungen der Hand aufgenommen sowie in Echtzeit auf Roboterhände übertragen werden können – damit unterstützt die "Exohand" das Greifen und Tasten einer menschlichen Hand.

"Bei Nutzung einer Roboterhand zur Fernmanipulation im industriellen Umfeld können komplexe Tätigkeiten, z. B. in sicherheitskritischen oder gesundheitsgefährdenden Umgebungen, aus großer Entfernung ausgeführt werden – das kann zum Beispiel in einem Chemielabor der Fall sein", verdeutliche Elias Knubben, Leiter des Bionic Learning Network bei Festo. Der unmittelbaren Kommunikation zwischen Mensch und Maschine kommen Entwickler damit einen großen Schritt näher.  O. KLEMPERT

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