Foto: Kuka
Hand in Hand: Menschen und Roboter

Die Roboterhersteller treiben die Mensch-Roboter-Kooperation mit vielen Entwicklungen voran. Insbesondere im Bereich der Sicherheits- und Steuerungstechnik sowie in der für Industrie 4.0 prädestinierten intelligenten Robotertechnik tut sich einiges.

Auf der Hannover Messe haben wir einige Beispiele von Mitsubishi, ABB, Kuka, Fanuc und Yaskawa gefunden.

PETER SCHÄFER 

 

„Mitsubishi-Electric-Roboter setzen immer wieder mit höchster Geschwindigkeit und Präzision Zeichen, allerdings können diese Leistungen im Rahmen der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) noch nicht komplett umgesetzt werden“, beschreibt Jan-Philipp Liersch die Entwicklung des mit dem Menschen kollaborierenden Roboter. Er ist als Produktmanager für die Roboter von Mitsubishi Electric Europe verantwortlich. „Gerade der Bereich Assistenz in der Fertigung birgt hohes Innovationspotenzial“, findet Liersch. Mit seinen Melfa-Robotern will Mitsubishi Electric dabei besonders innovative Entwicklungen präsentieren. „Vor allem das Erkennen von Personen noch vor einer Berührung wird die Leistungsfähigkeit solcher Systeme steigern. Zudem überzeugen unsere Roboter mit einer einfachen Programmierung und Inbetriebnahme. Allerdings ist auch klar: Egal wie ‚menschenähnlich‘ sich ein Roboter verhält, es wird immer Bedienpersonal notwendig sein, um die Aufgaben zu verteilen. Nur dann kann ein Roboter mit all seinen technischen Vorteilen in der Produktion assistieren.“ Eine weitere Herausforderung der MRK-Technologie ist die Erschließung neuer Berufsfelder und Industrien. Im medizinischen Bereich wäre beispielsweise der Einsatz bei Operationsassistenz, Laborautomation oder der Fertigung individueller Komponenten denkbar.

 

Weiterentwickeln für Industrie 4.0


„Die MRK wird sich auch im Rahmen von Industrie 4.0 weiterentwickeln, da sie für höhere Flexibilität im Fertigungsprozess sorgt. Ziel ist der spezifische Arbeitseinsatz von Robotern, unabhängig von Umfeld oder Aufgabe“, beschreibt Thomas Lantermann, Senior Business Development Manager, Mitsubishi Electric Europe B.V.. „Industrie 4.0 kann dabei helfen, umfassende Systeme mithilfe von Assistenzsystemen beherrschbar zu machen. So kann ein Roboter komplexe, hochgenaue Füge- oder Montageabläufe unterstützen oder selbst ausführen. Er erfasst dabei die für Nachverfolgbarkeit, vorbeugende Wartung, Qualitätssicherung und Energiemanagement benötigten Informationen und leitet diese an das MES-/ ERPSystem weiter, von wo aus sie der gesamten Verarbeitungskette bereitgestellt werden können. Roboter sind prädestiniert dafür, personalisierte Produkte herzustellen und auch bei kleinsten Stückzahlen effektiv und wirtschaftlich zu arbeiten.“

 

Der Zweiarm-Roboter kooperiert


Menschen und Roboter sollen gut und sicher zusammenarbeiten. Diese Order hat auch ABB seinen Roboterentwicklern an die Hand gegeben. Herausgekommen ist „YuMi“, ein Zweiarmroboter, der auf der Hannover Messe vorgestellt wurde. „Damit ist eine neue Ära der Zusammenarbeit zwischen Roboter und Menschen eingeläutet“, sagen die Verantwortlichen des Unternehmens. „Gemeinsam arbeiten sie an den gleichen Aufgaben, ohne die Sicherheit der menschlichen Mitarbeiter zu gefährden.“


Die Einführung von YuMi ist ein weiterer Schritt in der auf beschleunigte nachhaltige Wertschöpfung ausgerichteten Next-Level-Strategie von ABB. Die Strategie baut auf den drei strategischen Schwerpunktbereichen profitables Wachstum, konsequente Umsetzung und bereichsübergreifende Zusammenarbeit auf. Das Unternehmen beabsichtigt die Rentabilität zu steigern, indem es den Schwerpunkt auf wachstumsstarke Endmärkte verlagert, die Wettbewerbsfähigkeit verbessert und die Risiken des Geschäftsmodells senkt.

 

Neue Ära der Zusammenarbeit


„Die neue Ära einer echten Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter hat begonnen und ist integraler Bestandteil unserer Next- Level-Strategie,“ sagt Ulrich Spiesshofer, Vorsitzender der Konzernleitung von ABB: „YuMi lässt die direkte Interaktion zwischen Mensch und Roboter Wirklichkeit werden. YuMi ist das Ergebnis jahrelanger Forschung und Entwicklung und wird die Art und Weise der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter verändern. YuMi ist Teil unserer Strategie, mit Hilfe des Internets der Dinge, Services und Menschen gemeinsam die Automatisierung der Zukunft zu gestalten.“

 

Alles industrietauglich und kollaborativ


Auch bei Fanuc herrschte Premierenstimmung auf der Hannover Messe. Das Unternehmen hat dort seinen ersten industrietauglichen kollaborativen Roboter präsentiert. Für 75 000 Euro ist der grüne Roboter zu haben. „Die Sensorik sitzt im Sockel“, verrät Olaf Kramm, Geschäftsführer der Fanuc Deutschland GmbH. Mehr technische Details wollte er nicht zum Besten geben. Bei 35 Kilo Traglast ist vorerst einmal Schluss. Unter der grünen Außenhaut (eine Art Schaumstoff, keine sensorische Haut) steckt ein Standardroboter M-20iA. Der Vorteil des Standards liegt auf der Hand. Den Service kann jeder Techniker weltweit bieten, und Ersatzteile sind aus der Großserie jederzeit zu haben. Für den CR-35iA wird das gleiche Teach-Pendant (Handprogrammiergerät) genutzt wie bei den gelben Standardrobotern. Auch die Programmierung selbst ist gleich – bis auf die zusätzlichen spezifischen MRK-Programmierfunktionen. „Hier findet sich jeder Programmierer zurecht, der Fanuc kennt“, sagt Kramm. Die Verfahrgeschwindigkeit ist gegenüber dem Standardroboter limitiert. Prinzipiell könnte man den Roboter mit seinen normalen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten auch fahren, wenn gerade mal keine Kollaboration gefragt ist. Aber angesichts des Preises von 75 000 Euro darf der Roboter seinen Job durchaus mal etwas ruhiger angehen. Für Olaf Kramm ist der Standard eine Frage der Kosten, wie auch der Effektivität der Robotertechnik: „Denn kleinere Losgrößen müssen effektiv mit standardisiertem Equipment gefertigt werden“. Die Flexibilität ergibt sich unter anderem durch den Einsatz der Sensorik. Die Mensch-Roboter-Kooperation hängt nach Kramms Meinung entscheidend von der Leistungsfähigkeit der Steuerung ab. Und hier kennt sich Fanuc nun einmal gut aus. Neben den Steuerungen sind auch die Roboter für Fanuc ein Kernelement der Industrie 4.0-Szenarien. Auch für sie gilt, was Matthias Fritz, technischer Leiter von Fanuc Deutschland, betont: „Gleich in welcher Ausprägung Industrie 4.0 Einzug in die Produktionshallen hält, wir müssen den Spagat zwischen einer standardisierten Plattform auf Steuerungsseite und der kundenspezifischen Anpassung schaffen.“

 

Kollaboration und Leichtbau


Für Kuka ist Industrie 4.0 nicht nur ein Trendbegriff. Das hat der Augsburger Roboter- und Anlagenbauer auf der diesjährigen Hannover Messe gezeigt. Die Vernetzung von roboterbasierten Systemen mit unterschiedlichen Diensten und Maschinen steht bei Kuka seit mehreren Jahren im Mittelpunkt. Auf dem Messestand hat das Unternehmen demonstriert, wie Mensch-Roboter-Kollaboration, mobile Systeme und offene Kommunikationsstandards das Tor zur flexiblen und adaptiven Produktion der Zukunft öffnen.


Flexibilität ist der Haupttreiber von Industrie 4.0. Flexible Zeitplanung, flexible Ressourcen, flexible Produkte und flexible Fertigungen sind die Grundvoraussetzungen. „Intelligente und flexible Automatisierungslösungen sind ein zentrales Element in der Industrie 4.0“, erklärt Dr. Till Reuter, Vorstandsvorsitzender der Kuka AG. Er unterstreicht die Rolle der Automatisierungsunternehmen bei der praktischen Umsetzung von Industrie 4.0: „Denn Industrie 4.0 steht für die Vernetzung der realen Fertigungswelt mit der virtuellen Welt. Es geht um die Interoperabilität von Systemen, und genau in diesem Bereich liegen unsere Stärken.“


Auch wenn es um die Integration der Systeme geht, möchte Kuka ganz vorne mitspielen. „Die Innovationen und Entwicklungen aus dem Hause Kuka verfolgen stets den Grundgedanken der einfachen Integration“. Der Leichtbauroboter „LBR iiwa“ und die Java-basierte Steuerung Sunrise sind beispielhafte Produkte, die bereit sind für Industrie 4.0: „Sie bilden den Kern der zahlreichen industriellen Applikationen rund um die Schwerpunkte Mensch-Roboter-Kollaboration, Mobilität und Smart Platforms“, so Reuter.

 

Durchgängige Systemlösungen für Industrie 4.0


„Total System Solutions“ für Industrie 4.0 stand bei Yaskawa zur Hannover Messe im Fokus. Hinter diesem geheimnisvollen Begriff stehen durchgängige und kommunikationsfähige Systemlösungen vom Bedienfeld bis zum Roboter.


Eine Demozelle mit einem Handlingroboter Motoman MH5F illustriert den Yaskawa- Ansatz technisch einheitlicher Total System Solutions: Nicht nur der Motoman- Roboter und die Vipa-SPS stammen von Yaskawa, sondern auch Frequenzumrichter und Servotechnik. Steuerung und Roboter sind über die Schnittstelle MotomanSync verbunden. Die Programmierung des Roboters ist so direkt in der Vipa-Steuerung möglich. Die Bedienung erfolgt komfortabel über das SPS-Bedienfeld (HMI). Der Roboterjob wird direkt im PC oder in der SPS gespeichert. Von dort aus gehen die Bewegungsbefehle in Echtzeit an den Roboter. Das von Yaskawa entwickelte Protokoll unterstützt dabei auch SPSen verschiedener anderer Hersteller sowie PC-basierte Steuerungen.

 

Beschleunigungsstarker Palettier-Roboter


„Hardwareseitig zeigt ein MPL160 als Standmodell die Potenziale von innovativen Industrierobotern in vielen Branchen: Der 4-achsige Palettier-Roboter mit einer Traglast von 160 kg verbindet höchste Beschleunigung und enorme Achsgeschwindigkeiten mit außergewöhnlicher Beweglichkeit“, schwärmen die Roboterentwickler von Yaskawa/Motoman. „Durch sein schlankes Design benötigt er dabei nur minimale Installationsfläche.“ Wie alle Modelle der MPL-Reihe verfügt auch der Motoman MPL160 über eine innenliegende Medienführung für vier Luftleitungen und 22 elektrische Leitungen. Sie verlaufen im Inneren des Roboterarms bis zum Kopfgelenk. Damit werden komplexe Bewegungsabläufe möglich. Gleichzeitig werden die Schlauchpakete geschont. Auf Kundenwunsch können alle MPL-Roboter mit einer speziell zugeschnittenen Palettier-Roboter-Software ausgeliefert werden.

 

Fazit:


Es tut sich einiges in der Robotersparte. Industrie 4.0 braucht auf die Roboter nicht warten.


www.abb.de  
www.kuka.com  
www.yaskawa.de  
www.fanuc.de  
www.mitsubishi.de

Beitrag aus [me] 3/2015

 

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