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NWZonline.de Region Bremen

Hand in Hand mit dem Roboter

16.02.2019

Bremen Kommt man einem arbeitenden Industrieroboter zu nah, stellt dieser seine Arbeit augenblicklich ein. Wegen der hohen Verletzungsgefahr gibt es hierzu strengste Sicherheitsbestimmungen. Darum arbeiten Roboter in Käfigen. In der Produktion ist eine enge Hand-in-Hand-Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter bisher kaum möglich, wird aber zunehmend gebraucht, sagen die Technik-Experten. Hier will das Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen (BIBA) helfen.

Das neue BIBA-Forschungsprojekt heißt „Autonomes Assistenzsystem zur Unterstützung von MRK-Montageprozessen“ (Autark). MRK steht dabei für Mensch-Roboter-Kollaboration. Mit dem Aufbau eines Demonstrators am BIBA haben die Forschungen Fahrt aufgenommen. In dem zweijährigen Vorhaben arbeiten neben dem BIBA die Partner Pumacy Technologies (Berlin/Bremen, Koordinator), Block Transformatoren-Elektronik (Verden) und Arend Prozessautomation (Wittlich) zusammen. Das Projekt hat einen Gesamtumfang von 1,9 Millionen Euro und wird mit knapp 1,3 Millionen Euro vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Projektträger ist das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Beim Anwendungspartner Block Transformatoren-Elektronik erfordert die Montage von Transformatoren einerseits manuelle Feinarbeit. Andererseits müssen verschiedene Bauteile wie Spulen mit einem Gewicht von bis zu 27 Kilo und Transformatorenbleche für den bis zu 160 Kilo schweren Kern präzise gehandhabt und ohne Beschädigungen verbaut werden – Gewichte, die für die Mitarbeiter auf Dauer belastend sind oder nicht ohne Kran bewegt werden dürfen.

Insbesondere für Roboter mit mittleren Traglasten besteht laut BIBA-Projektleiter Aaron Heuermann Bedarf nach größeren Kollaborationsgraden, also nach einer Minimierung des Sicherheitsabstands zwischen Mensch und Roboter. „Bislang ist dies überwiegend nur bei Robotern mit geringen Traglasten möglich“, so Heuermann. Eine Herausforderung sind für die Forscher die Sicherheitsanforderungen.

Aufgabe in dem Projekt ist es, ein autonomes, körpernahes, sensorbasiertes und systemneutrales MRK-Assistenzsystem für die Montage zu entwickeln. Es soll Prozesse innerhalb verschiedener Anwendungsfälle besonders in kleinen und mittelständischen Unternehmen vereinfachen und die MRK in der industriellen Montage wirtschaftlich nachhaltiger gestalten, wie es beim BIBA heißt.

Das Assistenzsystem soll zu weniger Unterbrechungen in Montageprozessen führen und so Kosten reduzieren. „Durch unsere Entwicklung sollen die Arbeitsbedingungen an ergonomisch ungünstigen Arbeitsplätzen verbessert und die Zusammenarbeit mit Robotern bereits von der Ausbildung an gefördert werden“, sagt Heuermann.

In dem Projekt wird das Potenzial dieser neuen Art von Assistenzsystemen im Hinblick auf Flexibilität, kognitive Entlastung, Ergonomie und Sicherheit exemplarisch an Anwendungsfällen erprobt – etwa bei der Montage von Transformatoren während des Produktionsprozesses und für das Schweißen mechanischer Bauteile in der Ausbildung.

Die Arbeit des BIBA beinhaltet die Entwicklung einer speziellen Sensorik, um so Mensch und Roboter eine Montage Hand in Hand zu ermöglichen. Mensch und Maschine werden mit Sensoren ausgestattet, die Daten aus dem Arbeitsprozess an das System liefern, erläutert Heuermann.

Dieses verarbeitet die Daten mit Hilfe intelligenter Algorithmen (Künstliche Intelligenz) und liefert sicherheitsrelevante Informationen zurück. Heuermann: „Das Assistenzsystem lernt also permanent dazu.“

Hintergrund ist, dass der Roboter seine Bewegungsabläufe ohne Unterbrechung des Produktionsprozesses anpassen kann. In Gefahrensituation, so Heuermann, stoppt er sofort. Der Projektleiter: „So wird es möglich, den Roboter aus seinem Käfig herauszuholen und ihn direkt mit den Monteuren zusammenarbeiten zu lassen.“

Bereits im Sommer 2020, so der Plan, will das Projektteam demonstrieren, wie die Hand-in-Hand-Zusammenarbeit von Mensch und Maschine in der Montage künftig aussehen kann.

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