Roboter für mittelständische Fertigungen

Martin Hägele vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart ist davon überzeugt: „Künftige Roboter in kleinen und mittelständischen Fertigungen werden teilweise anders aussehen und werden anders programmiert als heutige Roboter.“ Bei Fraunhofer sieht man drei wichtige Innovationsfelder für Roboter:

Sie sollen leicht erlernbare (intuitive) Befehle verstehen;sie müssen alle Sicherheitsvoraussetzungen erfüllen, um den Arbeitsplatz mit menschlichen Kollegen zu teilen, und sie sollen innerhalb kürzester Zeit, also in wenigen Tagen, installiert und in Betrieb genommen werden können.

„Die Realisierung dieser Ziele erfordert eine umfassende Forschung“, glaubt Hägele und fährt fort: „In SME Robot wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten-Entwicklungen angestoßen: beispielsweise neuartige Antriebe, Kinematiken und Sensoren. Ein Großteil unserer F&E widmete sich Software-Themen, wie der Integration von Sprache, Grafik und Haptik für die intuitive Programmierung oder für die Umsetzung der Plug-and-play-Anforderungen zur raschen Inbetriebnahme von Robotersystemen.“

SME Robot präsentiert Roboter-Prototypen erstmals auf der Automatica

Auf der Automatica 2008 werden von dem europäischen Forschungsprojekt SME Robot erstmals Prototypen dieser kostengünstigen, modularen und interaktiven Automatisierungslösungen für kleine und mittlere Unternehmen präsentiert. Seit dem Start im Jahr 2005 arbeiten in SME Robot führende europäische Roboterhersteller, Systemintegratoren, Forschungsinstitute und Partner aus der Industrial IT an künftigen Automatisierungslösungen für kleine und mittelständische Fertigungen. Ein Jahr vor Projektende werden nun erstmals Ergebnisse aus dem Projekt auf einem Gemeinschaftsstand der Messe Automatica vorgestellt.

Automatisierung macht wettbewerbsfähig – das gilt längst auch für den Mittelstand. Marktübliche Lösungen sind für viele kleine und mittlere Unternehmen oder Handwerksbetriebe (KMU, englisch SME) oftmals zu unflexibel, zu groß oder zu teuer. Deshalb hat das EU-Projekt eine völlig neue, modulare und interaktive Robotergeneration entwickelt, die schnell zu installieren und leicht zu bedienen ist und durch ihre kostengünstige Auslegung die Wettbewerbspotenziale für Europas Mittelständler zu erschließen hilft.

Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung koordiniert Roboter-Projekt

Das EU-Projekt ist auf vier Jahre ausgelegt, koordiniert wird es vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Die auf der Automatica 2008 präsentierten Roboterzellen stellen beispielhaft Automatisierungslösungen für unterschiedliche KMU-Branchen vor:

-ein neuartiges Robotersystem auf der Basis einer parallelen Kinematik, das gleichzeitig hohe Steifigkeit, geringe Kosten sowie Modularität kombiniert und somit besonders günstig für die mechanische Bearbeitung in Gießereien, Schmieden und metallverarbeitenden Betrieben ist;

-eine kostengünstige und einfach versetzbare Roboterzelle zum Einsatz in engsten Werkstattumgebungen für allgemeine Handhabungsaufgaben (Griff in die Kiste) oder zur Maschinenbestückung;

-den Roboter als „dritte Hand“ des Werkers bei kooperierenden Montage- und Handhabungsarbeiten;

-den „Schreinereiassistenten“ als universelles Handwerkszeug des Schreiners oder Tischlers;

-den Schweißroboter, der durch den Werker vor Ort mittels intuitiver Benutzerschnittstellen, wie Sprache, grafischer Symbole oder Programmierung durch „Vormachen“ in fünf Minuten auf ein neues Werkstück eingerichtet wird.

Neue Technik soll Roboter in kleine und mittlere Fertigungen bringen

Weitere Ergebnisse des Projekts sind Techniken und Werkzeuge, die der Robotik in kleinen und mittelständischen Fertigungen zum Durchbruch verhelfen sollen:

-Künftig werden die bisher aufwändigen Verkabelungen in Robotern durch moderne Plug-and-play-Techniken ersetzt, die Maschinen und Anlagen rasch konfigurieren und in Betrieb nehmen.

-Elektrische Antriebe höchster Leistungsdichte werden präsentiert, die die Grundlage leistungsfähiger Roboterkinematiken bilden.

-Mikrosystemtechnische Kraftsensoren können im Vergleich zu gängigen Systemen zu einem Bruchteil der Kosten realisiert werden und somit das Anwendungsspektrum von Robotern, insbesondere bei feinfühligen Bearbeitungsaufgaben, verbreitern.

-Die Kosten- und Wirtschaftlichkeitsbewertungen erfolgen durch eine anwenderfreundliche Software zur Lebenszyklusbewertung für Automatisierungslösungen kleiner und mittelständischer Fertigungen.

Die SME-Robot-Toolbox bietet selbsterklärende Trainingsmodule und Checklisten, die die Entwicklung und Implementierung der neuen Generation der SME-Robot-Technik unterstützen.

„Der nächste Schritt ist die umfassende Erprobung der Lösungen in typischen mittelständischen Fertigungen“, sagt Hägele. „Es werden vier Demo-Installationen aufgebaut: in einer Schmiede, einer Schreinerei, einer Gießerei und für universelle Schweißarbeiten in einem metallverarbeitenden Betrieb.“