In den Leichtbau-Roboterarmen von Roboter Justin verbirgt sich jene Technik, wie sie in der Autoproduktion zum Einsatz kommen wird.
DLR
Leichtbauroboter, wie sie ursprünglich für den Einsatz in der Raumfahrt entwickelt wurden, sollen künftig ihren menschlichen Kollegen bei schwierigen Montagearbeiten helfen. Die direkte Mensch-Roboter-Interaktion soll beispielsweise bei Automobilhersteller Daimler zukunftsweisende Produktionskonzepte mit dem Leichtbauroboter als "dritte Hand" des Mitarbeiters ermöglichen.
Mithilfe der sensitiven Motorik seines Greifarms kann der Leichtbauroboter, der ursprünglich vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt wurde, Objekte feinfühlig abtasten und schwierige Arbeiten präzise ausführen, heißt es aus Stuttgart.
Den Begriff der Robotik Isaac Asimov, Science-Fiction-Autor, erfunden und geprägt haben. Erstmals erwähnt wurde die Robotik in Asimovs Kurzgeschichte Runaround im März 1942 im Astounding-Magazin, wie bei Wikipedia nachzulesen ist. Laut Eintrag in dem Web-Lexikon ist die Robotik nach Asimovs Definition das Studium der Roboter.
Robotik
Grundsätzlich beschäftigt sich die Robotik sich mit dem Versuch, das Konzept der Interaktion mit der physischen Welt auf Prinzipien der Informationstechnik sowie auf eine technisch machbare Kinetik zu reduzieren. Der Begriff des "Roboters" beschreibt eine Entität, die diese beiden Konzepte in sich vereint, indem sie die Interaktion mit der physischen Welt auf Basis von Sensoren, Aktoren und Informationsverarbeitung umsetzt. Kernbereich der Robotik ist die Entwicklung und Steuerung solcher Roboter. Sie umfasst Teilgebiete der Informatik (insbesondere der künstlichen Intelligenz), der Elektrotechnik und des Maschinenbaus. Ziel der Robotik ist es, durch Programmierung ein gesteuertes Zusammenarbeiten der Roboter-Elektronik und Roboter-Mechanik herzustellen.
Langsam aber stetig integrieren sich Roboter in die Lebenswelt des Menschen. In der industriellen Fertigung sind quasi längst unentbehrlich. Laut VDI Richtlinie 2860 handelt es sich bei Industrierobotern um universell einsetzbare Bewegungsautomaten mit mehreren Achsen, deren Bewegungen hinsichtlich Geometrie und Ablauf frei programmierbar und sensorgeführt sind. Sie sind mit Greifern, Werkzeugen oder anderen Fertigungsmitteln (Effektoren) ausrüstbar und können Handhabungs- und/oder Fertigungsaufgaben ausführen, wie im Kapitel Positionierungstechnik und Robotik des Buchs Mechatronik beschrieben wird.
Soft Robotics
Die DLR-Wissenschaftler beispielsweise bezeichnen das Prinzip nach dem ihre Roboter funktionieren als "Soft Robotics". "Sie folgen nicht stur einer vorgegebenen Bahn, sondern sind nachgiebig, nehmen über Sensoren ihre Umgebung wahr und reagieren darauf", erläutert Institutsleiter Dr. Alin Albu-Schäffer. Damit entsteht die Möglichkeit, dass Mensch und Roboter eng miteinander zusammenarbeiten, ohne dass vom Roboter eine Gefährdung ausgeht. In den Laboren in Oberpfaffenhofen beweist beispielsweise Roboter Justin sein Gespür: Seine beiden Leichtbau-Roboterarme verbergen in ihrem Inneren dieselbe Technologie, wie sie in der Autoproduktion zum Einsatz kommen werden. Über Sensoren nehmen sie jede Berührung durch den Menschen war und lassen sich von diesem ohne Anstrengung und geschmeidig dirigieren. Treffen sie unvermutet auf ein Hindernis, stoppt sofort die Bewegung und die Arme werden nachgiebig - und sind unverzüglich ungefährlich für die Umgebung. Mensch und Roboter können so Hand in Hand arbeiten.
Unterstützung für den Menschen
"Es ist bei allen Aufgaben für den Leichtbauroboter des DLR wichtig, dass er auf seine Umgebung reagieren kann", betont Albu-Schäffer. So müsse der Roboter in der Montage beispielsweise komplexe Aufgaben übernehmen, sich in einer ungewohnten Umgebung zurechtfinden und auf die Bedienkommandos des Arbeiters sicher reagieren können. Nach dem Technologietransfer zum Roboter- und Anlagenbauer Kuka arbeitet das DLR weiterhin auch mit Daimler zusammen, um die Mensch-Roboter-Kollaboration mit größtmöglicher Sicherheit durchführen zu können. "Durch die Leichtbauroboter können Arbeiter auch bei Tätigkeiten unterstützt werden, die bisher nicht automatisiert durchgeführt werden konnten." Bei Daimler soll der Greifarm eines Leichtbauroboters den Mitarbeitern unterstützen und zum Beispiel anstrengende Arbeitsschritte wie Über-Kopf-Tätigkeiten übernehmen. Erste Tests haben die Leichtbauroboter bereits bestanden: Seit 2009 unterstützten die Kuka-Roboter in einem Pilotversuch bei der Montage von mehr als 500.000 Hinterachsgetrieben.
Robotergestützte Fertigung
In der Automobilindustrie stellen die steigende Modell- und Variantenvielfalt bei gleichzeitig verkürzten Entwicklungszyklen hohe Anforderungen an die Produktionsprozesse. In Zukunft müssen sie in immer kürzeren Zeiträumen an neue Anforderungen angepasst werden. So integriert Indat als Spezialist für die robotergestützte Lösung komplexer Bearbeitungsprozesse das Thema Wandlungsfähigkeit konsequent in die Konzept- und Planungsphase einer neuen Anlage.