Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mobiler Bestückungs-Roboter ist so flexibel wie ein menschlicher Werker

12.08.2008
Er ist immer dort, wo man ihn gerade braucht: Der mobile Roboter kann wie ein menschlicher Werker je nach Bedarf kurzfristig an bestehenden Produktionslinien eingesetzt oder auf andere Stationen versetzt werden, um Auftragsspitzen flexibel abzuarbeiten. Dabei verpasst Kollege Roboter nie seinen Einsatz.

Ein Roboter, der so flexibel wie ein menschlicher Werker immer dort eingesetzt werden kann, wo der Arbeitsdruck am größten ist, ohne daß die gesamte Montageanlage umgebaut werden muss: Dieser Anforderung wird der erste industrietaugliche mobile Roboter gerecht, der vom Anlagenbauer Henkel + Roth gemeinsam mit dem Roboterexperten Neobotix entwickelt wurde.

Anders als festinstallierte Portal- oder Standsysteme kommt der mobile Roboter ohne aufwändige Peripherie, Infrastruktur und Zusatzinstallationen aus und verbindet flexible Einsatzmöglichkeiten mit einem höheren Aktionsradius, geringeren Kosten und einer schnellen Amortisierung der Investition. Vor allem in One-Piece-Flow-Montageanlagen im heute vorherrschenden U-förmigen Layout kann der selbstfahrende Roboter seine Stärken ausspielen.

Schnelles Umgreifen und Ablegen während der Fahrt

Die Idee eines mobilen Verkettungssystems für Maschinenbestückung und Teiletransport beschäftigt die Ingenieure schon seit einem Vierteljahrhundert. Der jetzt serienreife mobile Roboter basiert auf dem sechsachsigen Kuka-Roboter KR 16 KS, der einen Aktionsradius von 1,8 m hat und Werkstücke bis zu 10 kg handhaben kann. Die groß bemessene Ablageplattform erlaubt ein schnelles Umgreifen und Ablegen während der Fahrt.

Die Plattform hat einen Differenzialantrieb mit auf jeder Seite einem angetriebenen Rad und je zwei Stützräder vorn und hinten. Sie kann auf dem Boden in alle Richtungen verfahren und auf der Stelle drehen. Dabei erreicht sie eine Verfahrgeschwindigkeit bis zu 0,7 m/s.

Roboter meistert 8-Stunden-Schicht ohne Boxenstopp

Mit einem Akkusatz kann der Roboter eine komplette 8-Stunden-Schicht ohne Boxenstopp meistern. Ein Kamera-Erkennungssystem stellt sicher, daß der Roboter nach dynamischer Anfahrt zur Maschine seine Position selbsttätig korrigiert. Die Positionierfehler bei der Werkstückübergabe liegen so im Bereich von Zehntelmillimetern und damit nicht schlechter als bei den menschlichen Kollegen.

Die Verknüpfung maximaler Flexibilität bei Umrüstung, Einsatz- und Arbeitsraum ist der hervorstechende Vorteil des mobilen Roboters. Er kann wie ein menschlicher Werker je nach Bedarf kurzfristig an bestehenden Produktionslinien eingesetzt oder auf andere Stationen versetzt werden, um Auftragsspitzen flexibel abzuarbeiten. Das reduziert nicht nur die Anschaffungskosten, weil aufwändige Zusatzinstallationen entfallen und vorhandene Anlagen nicht umgebaut werden müssen, sondern gewährleistet auch die schnellere Amortisierung der Investition, weil der Einsatz des Roboters nicht auf einen spezifischen Anschaffungszweck reduziert ist.

An der „Hand“ zum neuen Arbeistplatz geführt

Wenn man den Roboter in eine andere Halle umsetzen will, benötigt man weder einen Kran noch Schwertransporter, man nimmt ihn buchstäblich an die Hand und führt ihn an seinen neuen Arbeitsplatz. Auch die nachträgliche Erweiterung oder Modifikation einer Montagelinie verursacht mit dem mobilen Roboter, anders als beim Einsatz von festmontierten Portal- oder Standsystemen, kein größeres Kopfzerbrechen – der Roboter wird einfach für die zusätzliche Aufgabe programmiert.

Ein kameragestütztes Sicherheitssystem, das den Roboter sofort bremst, wenn er einen geschützten Bereich befährt, schließt Kollisionen mit Mensch oder Maschine aus. Dazu hat die Plattform zwei Sicherheitslaserscanner an gegenüberliegenden Eckpositionen, über denen sich zusätzlich Ultraschallsensoren zur Kollisionsabsicherung befinden. Über die Laserscanner wird die komplette Umgebung des mobilen Roboters überwacht. Dabei sind verschiedene Sicherheitsabstände definierbar. Falls ein Sicherheitsbereich durch eine Person verletzt wird, weicht der Roboter aus oder stoppt.

Zur Raumerkennung wird dem mobilen Roboter die Umgebung eingelernt. Dies kann grafisch am Leitrechner erfolgen (Layout zeichnen) oder durch Herumfahren der Plattform (wobei die Laserscanner die Umgebung kartieren). Die Laserscanner werden dann zur sogenannten landmarkenbasierten Navigation eingesetzt. Es werden ortstypische Merkmale wie Maschinenkanten im Raum detektiert, ausgemessen und mit den Merkmalen in der zuvor erstellten Umgebungskarte verglichen. Somit kann der mobile Roboter seine Position im Raum bestimmen. Zur zusätzlichen Sicherheit werden die Odometriedaten der Räder (Radumdrehungen) gemessen und somit der zurückgelegte Weg ermittelt.

Die Leistung von Mensch und Roboter ist vergleichbar

Für die direkte Zusammenarbeit mit menschlichen Werkern besteht also kein grundsätzliches Hindernis. Die sichere Übergabe von Werkstücken an einer mit Schutzgitter versehenen Schnittstelle mit Drehteller oder Transportband ist heute bereits möglich. Zukünftig werden auch direktere Formen der Interaktion möglich sein. Betrachtet man die Arbeitsleistung über den Schichtdurchschnitt hinweg, ist die Leistung von Mensch und Roboter schon heute vergleichbar. Bei einer Taktdauer von einer Minute aufwärts kann der Roboter bei Mehrmaschinenbedienung die Taktzeiten sogar besser ausnutzen als der menschliche Werker.

Bei anspruchsvolleren Handhabungsaufgaben ist allerdings die menschliche Hand dem Robotergreifer nach wie vor überlegen. Vom flexiblen Einsatz mobiler Roboter verspricht sich Henkel + Roth neuen Schwung für die Automatisierung in der Montage. Der mobile Roboter-Kollege kann nicht nur menschliche Werker von monotonen Tätigkeiten entlasten, sondern auch dazu beitragen, Arbeitsplätze am Standort Deutschland zu sichern.

Dr.-Ing. Udo Henkel und Dipl.-Ing. Matthias Roth sind Geschäftsführer der Henkel + Roth GmbH, 98693 Ilmenau.

Udo Henkel und Matthias Roth | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/automatisierung/robotik/articles/140145/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Modulares Fertigungssystem für Kettenräder
15.03.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Nimm zwei: Metallische Oberflächen effizient mit dem Laser strukturieren
15.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Im Focus: Physiker erzeugen gezielt Elektronenwirbel

Einem Team um den Oldenburger Experimentalphysiker Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt ist es mithilfe ultrakurzer Laserpulse gelungen, gezielt Elektronenwirbel zu erzeugen und diese dreidimensional abzubilden. Damit haben sie einen komplexen physikalischen Vorgang steuern können: die sogenannte Photoionisation oder Ladungstrennung. Diese gilt als entscheidender Schritt bei der Umwandlung von Licht in elektrischen Strom, beispielsweise in Solarzellen. Die Ergebnisse ihrer experimentellen Arbeit haben die Grundlagenforscher kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ veröffentlicht.

Das Umwandeln von Licht in elektrischen Strom ist ein ultraschneller Vorgang, dessen Details erstmals Albert Einstein in seinen Studien zum photoelektrischen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

Unter der Haut

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Neues Schiff für die Fischerei- und Meeresforschung

22.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Mit voller Kraft auf Erregerjagd

22.03.2017 | Biowissenschaften Chemie