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Serviceroboter mit sensibler Haut und Super-Hand

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Wenn Mensch und Roboter Hand in Hand arbeiten sollen, dann muss es ihnen erlaubt sein, sich nahe zu kommen - im Wortsinn. In der Service- und Industrierobotik ist das allerdings ein Problem, denn aus Sicherheitsgründen müssen Roboter eingehaust sein, Menschen dürfen nur außerhalb der Absperrung arbeiten.

Die Gefahr einer folgenschweren Kollision mit dem Roboter, der seine vorgeschriebenen Wege unbeirrt weiterverfolgt, wäre viel zu groß. Dieses Problem ist eins der zentralen Themen der "Leitinnovation Servicerobotik", die vom BMBF ins Leben gerufen wurde, um die Alltagstauglichkeit der Servicerobotik zu verbessern, und deren Teilprojekt "koSePro" gestern im PZH mit einer Fachtagung abgeschlossen wurde.

Dipl.-Ingenieur Jan Friederichs vom Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW), der Projektkoordinator am PZH, konnte rund 40 Experten aus Industrieunternehmen aus ganz Deutschland einen Prototypen präsentieren, einen Standard-Industrieroboter, der mit den neuen "wirtschaftlichen, adaptronischen und sicheren Schlüsselkomponenten für die Servicerobotik in der Produktion" ausgestattet wurde, so der offizielle Titel des Forschungsprojekts - kurz: koSePro.

Dieser Referenzroboter nimmt für einen Umformprozess das Be- und Entladen einer Presse vor, während im Umfeld Mitarbeiter Rohteile bereitstellen, die Presse einrichten und die Weiterverarbeitung vorbereiten. Dafür haben die Ingenieure des PZH drei Schlüsselkomponenten entwickelt: eine nachgiebige, positionsgeregelte Roboterhand, eine Roboterhaut und ein Sicherheitskonzept zur Arbeitsraumüberwachung.

Die Roboterhand kann Werkstücke während des Maschinenprozesses festhalten, da sie hochdynamische Störimpulskräfte aus Fertigungsprozessen mechanisch herausfiltert. Diese Kräfte zerstörten bislang die Getriebe der Roboter und machten eine durchgehende Handhabung unmöglich. Die "fühlende" Haut umgibt den Serviceroboter und erkennt Kollisionen mit Menschen oder Gegenständen, im Falle eines Zusammenstoßes dämpft ihre Nachgiebigkeit den Zusammenprall. Das dritte Teilprojekt, das Sicherheitskonzept zur Arbeitsraumüberwachung, funktioniert zweistufig: Werden Mitarbeiter im Arbeitsraum des Serviceroboters entdeckt, wird dieser in den Modus "sicher reduzierte Geschwindigkeit" versetzt. Tritt eine Kollision an der Roboterhaut auf, schaltet der Roboter in den Modus "sicherer Halt". Dieses Sicherheitskonzept wurde 2008 vom TÜV Rheinland begutachtet und als normkonform bewertet. Damit ist das System geeignet, Sicherheitsfunktionen nach SIL 3 (entsprechend der Norm IEC 61508) durchzuführen.

Die Nachfrage nach solchen Produktions-Servicerobotern wird - das hat die positive Reaktion auf der Tagung erneut bestätigt - ständig größer, denn die flexible Produktion in kleinen Stückzahlen und kleinen Serien macht den Einsatz von Servicerobotern attraktiv - gerade für kleine und mittlere Unternehmen. Die Serviceroboter können mit relativ geringem Aufwand an veränderte Aufgaben angepasst werden. Vorausgesetzt natürlich, sie erlauben die notwendigen Anpassungsarbeiten prozessbegleitend - mit anderen Worten: Sie erlauben die Nähe zum Menschen.

Während der Hannover Messe vom 20. bis 24. April 2009 wird "koSePro" auf dem Gemeinschaftsstand der Leibniz Universität in Halle 2, Stand C 10 seine Fähigkeiten demonstrieren.

Dieses F&E Projekt wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) innerhalb des Rahmenkonzeptes "Forschung für die Produktion von morgen" gefördert und vom Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe (PTKA) betreut. Es ist Teil des Forschungsprogramms "Leitinnovation Servicerobotik" des BMBF. Die Projektleitung lag bei der Lenze Drive Systems GmbH aus Hameln und dem Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover.

Dr. Stefanie Beier | Quelle: Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen: www.kosepro.de
www.uni-hannover.de

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