Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mensch und Roboter im Team

26.02.2002


Versuchsanlage team@work:
Ein ausgeklügeltes Bildverarbeitungssystem stellt sicher, dass sich Werker und Roboter nicht ins Gehege kommen


Die Versuchsanlage »team@work« erprobt das flexible Zusammenspiel von Mensch und Roboter in der Fertigung


Roboter und Menschen müssen in der Fertigung heute nicht mehr auf Abstand gehalten werden. Ganz im Gegenteil: Arbeiten sie Hand in Hand, steigert das Produktivität und Flexibilität - gerade bei der Herstellung variantenreicher Kleinserien. Wie die direkte Mensch-Roboter-Kooperation aussehen kann, zeigen Fraunhofer IPA und IPK in der Versuchsanlage »team@work«.

... mehr zu:
»IPA »Thiemermann

Eine wesentliche Stärke des Menschen ist seine Flexibilität: Er kann sich schnell auf die unterschiedlichsten Situationen einstellen, meistert selbst unvorhergesehene Aufgaben und besitzt in seinen Händen einzigartige Universalwerkzeuge, mit denen er eine Vielzahl von Arbeiten ausführen kann. Gerade bei der Fertigung von variantenreichen Kleinserien wird deshalb noch häufig auf manuelle Arbeit gesetzt. Denn Robotern und anderen Automaten solche Flexibilität abzuringen, ist äußerst aufwändig, wenn nicht gar unmöglich. Ihre Stärke ist die schnelle und präzise Ausführung einfacher, wiederkehrender Tätigkeiten. Wechselt die Aufgabe, dann wechselt auch das Werkzeug, wenn nicht gar das Programm des Roboters. Aus sicherheitstechnischen Gründen arbeiten Menschen und Roboter bislang strikt voneinander getrennt - zumindest in Fabrikhallen. Das muss nicht so bleiben, finden Fraunhofer-Ingenieure. Außerhalb von Fabriken interagieren Menschen und selbst autonome mobile Systeme (AMS) bereits erfolgreich und direkt, ohne trennende Schutzzäune und manchmal sogar hautnah.

»Wir meinen, dass mittlerweile die technischen Voraussetzungen erreicht sind, auch in der Fertigung diese strikte Trennung aufzuheben und damit ganz neue Rationalisierungspotenziale zu erschließen«, erklärt Stefan Thiemermann vom Fraunhofer IPA. Gemeinsam mit Forschern vom Fraunhofer IPK, Berlin, arbeiten er und sein Team an einem »Kooperations-Arbeitsplatz«. Ein stationärer Industrieroboter und ein Werker montieren dort Hand in Hand Baugruppen oder ganze Teile gleichzeitig, nebeneinander oder zeitlich versetzt, jedoch immer in unmittelbarer Nachbarschaft. Werker und Roboter nehmen dabei Positionen ein, die ihnen uneingeschränkt Zugriff auf das Montageobjekt erlauben. Damit sie auch parallel arbeiten können, gibt es innerhalb der Anlage einen Schritt weiter eine zweite Station für rein manuelle Arbeiten. »Die Sicherheit des Menschen hat bei diesem Konzept oberste Priorität«, betont Thiemermann, »aber das muss nicht zu Lasten der Produktivität gehen«.


Dafür sorgt ein intelligentes Überwachungssystem für den gemeinsamen Arbeitsraum. Sein Grundprinzip ist eine flexible Abstandsüberwachung. Mehrere Kameras behalten Roboter und Werker im Auge. Sie melden Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung der exponiertesten Punkte der beiden Akteure an ein Regelungssystem weiter. Der ermittelt daraus mit Hilfe einer neu entwickelten Software den jeweils kürzesten Abstand zwischen ihnen. Dieser wird mit einem sicherheitstechnisch zulässigen Abstand verglichen, der von der aktuellen Situation, d. h. den Momentangeschwindigkeiten von Mensch und Roboter abhängt, aber auch Fixgrößen wie Brems- und Not-Aus-Verhalten des Roboters sowie die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Gesamtsystems berücksichtigt.

Das Ziel des Versuchanlage »team@work« ist es, ein Montagesystem zu entwickeln, das einfach zu erweitern und produktneutral aufgebaut ist, das ein breites Spektrum von Arbeitsinhalten pro Station zulässt und den stetigen Wechsel von manuellen und automatischen Tätigkeiten erlaubt. »Es gab bereits verschieden Ansätze von Montagesystemen, die die Fähigkeiten von Mensch und Roboter miteinander kombinieren wollten«, räumt Thiemermann ein. Die Arbeitsplätze waren aus Sicherheitsgründen jedoch immer getrennt. Eine relativ flexible Arbeitsteilung erreichten sie allein durch das Materialflusssystem: die Produkte wurden solange im Kreis durch die Roboter- und Werkerarbeitsplätze geführt, bis sie fertiggestellt waren und aus dem Kreisverkehr ausgeschleust werden konnten. »Die aufwändige Materialhandhabung und Materialflusssteuerung verhinderten, dass sich solche Systeme durchsetzen konnten«, erklärt der IPA-Projektleiter. Daraus ergab sich für ihn, dass »das Produkt idealerweise stationär bleibt« und Werker und Roboter so angeordnet sind, dass sie uneingeschränkten Zugriff auf das Montageobjekt haben.

Das erlaubt eine absolut flexible Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter und gibt ihnen die Gelegenheit, ihre spezifischen Fähigkeiten optimal einzusetzen. Da der Roboter nur die Tätigkeiten durchführt, die leicht automatisierbar sind, vereinfachen sich sowohl die Prozesswerkzeuge als auch Roboterprogrammierung und Materialbereitstellung. Auf Anlagenebene bietet das Konzept die Möglichkeit, autonome Produktionseinheiten zur Montage von kompletten Produkten mit dezentraler Steuerung und Verwaltung zu realisieren. Die Versuchsanlage »team@work« entsteht im Rahmen der »Marktorientierten strategischen Vorlaufforschung« der Fraunhofer-Gesellschaft im Verbundprojekt »Intelligente Produktionsanlagen« am Fraunhofer IPA und wird auf der Hannover Messe 2002 erstmals öffentlich vorgestellt (Halle 17 E 34).

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Ing. Stefan Thiemermann
Telefon: 0711/970-1054
Telefax: 0711/970-1006
E-Mail: set@ipa.fhg.de

| Fraunhofer IPA

Weitere Berichte zu: IPA Thiemermann

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Starker Auftritt von dormakaba auf der Messe Security Essen 2016
11.10.2016 | Kaba GmbH

nachricht Solarkollektoren aus Ultrahochleistungsbeton verbinden Energieeffizienz und Ästhetik
16.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau