Wo Mensch und Roboter eng zusammenarbeiten, kommen die Stärken beider zur Geltung – so wie bei dieser MRK-Nietanwendung.
Rainer Bez | Fraunhofer IPA
Vor allem in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) werden Montageaufgaben bislang meist von Hand ausgeführt. Nur zwölf Prozent aller Industrieroboter kommen dort zum Einsatz. Der Grund: Roboter sind auf die industrielle Massenproduktion ausgelegt, also auf große Stückzahlen und eine Aufgabenstellung, die sich oft über Jahre nicht ändert. KMU leben dagegen von ihrer Flexibilität. Sie fertigen in kleinen Losgrößen, bieten zahlreiche Produktvarianten, häufig sogar maßgeschneiderte Einzelstücke. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, haben deshalb viele Mittelständler ihre Produktion in Billig-Lohn-Länder verlegt, was in Europa viele Montagearbeitsplätze gekostet hat. Eine Teilautomatisierung könnte die noch bestehenden Arbeitsplätze erhalten.
Mensch-Roboter-Kooperation verbessern
Kostengünstige Roboterassistenten für Montagearbeitsplätze waren bisher Mangelware. Diese wirtschaftlicher zu gestalten war deshalb die Mission des EU-Forschungsprojekt "Lean Intelligent Assembly Automation" (LIAA). Nach vier Jahren intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeit legt das international besetzte Team um Koordinator Martin Naumann vom Fraunhofer IPA verschiedenen Maßnahmen vor:
Planungszeit verkürzen – Bislang erstreckt sich die Planungsphase für MRK-Arbeitsplätze häufig über mehrere Monate. Mit der Software "Uniform Task Description" lässt sich der Prozess auf zwei bis drei Wochen verkürzen. Diese systematisiert die Planung, indem sie die entstehenden Roboterzellen in einem Computermodell simuliert. Das erleichtert den Austausch zwischen Systemintegrator und Endanwender, vermeidet Missverständnisse und unnötige Mehrarbeit.
Unnötige Kosten vermeiden – Zu wenige oder zu viele Sicherheitsvorkehrungen bei der Installation der Roboterzellen in die Montagehalle führen zu unnötigen Kosten. Das Computer-Aided Risk Assessment hilft diese zu vermeiden: Eine Software klopft das Computermodell einer geplanten Roboterzelle auf mögliche Gefahren ab, listet diese in einer Tabelle auf und nennt geeignete Sicherheitsmaßnahmen.
Programmierung vereinfachen – Bisher erforderte es fundierte Kenntnisse in Robotik und einer der komplexen herstellerspezifischen Programmiersprachen, um einen Roboter an neue Aufgaben heranzuführen. Doch mittels der Software "drag&bot" kann auch ungeschultes Personal diese Aufgabe übernehmen. Die Software liefert fertige Programmbausteine, die sich über eine graphische Bedienoberfläche schnell und intuitiv zu komplexen Roboterapplikationen zusammenfügen lassen. Dieses Grundprinzip kommt auch bei der Software "pitasc" zum Einsatz, die mit wenigen Klicks Industrierobotern die Geschicklichkeit eines erfahrenen Montagearbeiters verleiht. Eine CAD-basierte Programmierung vereinfacht die Parametrisierung verschiedener Roboterapplikationen, indem das Verfahren die entsprechenden Werte automatisch aus dem CAD-Modell eines Werkstücks bezieht und diese der Betriebssoftware "Robot Operating System" (ROS) zur Verfügung stellt.
Flexibilität erhöhen – Die LP-Montagetechnik GmbH und die InSystems Automation GmbH, zwei an LIAA beteiligte Unternehmen, haben eine mobile Roboterzelle konstruiert, die mit austauschbaren Werkzeugen und Sicherheitsvorrichtungen ausgestattet ist. Sie lässt sich an nahezu jeden Montagearbeitsplatz anpassen. Sobald die mobile Roboterzelle an den Strom angeschlossen und der Roboter eingelernt ist, unterstützt sie den Werker bei seinen manuellen Arbeiten.