Mensch und Roboter: Vom Hype zur Realität

Industrieroboter ©KUKA
©KUKA

30.06.2021

Kollaborative Roboter (Cobots) sind in aller Munde. Wenn Mensch und Maschine nebeneinander arbeiten, muss jedoch höchster Wert auf Sicherheit gelegt werden. Bisher werden Industrieroboter daher oft von sperrigen Zäunen umgeben. In der Online-Veranstaltung „Der Mensch in der Zusammenarbeit mit Industrierobotern, geht das? Vom Hype zur Realität“, organisiert vom Mechantronik-Cluster der oö. Standortagentur Business Upper Austria, wurde nun eine praktikable Lösung präsentiert, die ohne Zaun auskommt und trotzdem volle Leistung verspricht. Die KUKA CEE GmbH hat gemeinsam mit der Sick GmbH und der Blue Danube Robotics GmbH/AIRSKIN ein Paket geschnürt, das sowohl Produktivität als auch neueste Sicherheitsstandards für kollaborative Anwendungen kombiniert.

Industrieroboter werden oft durch durch Glas oder Wände von Mitarbeiter*innen getrennt. Bei kooperativer und kollaborativer Robotik ist die physische Trennung nicht mehr vorhanden. Der Vorteil in der Raumnutzung geht allerdings oft zulasten der Produktivität und der Sicherheit. Faktoren wie Geschwindigkeit, Masse, Radius und Impact Area beeinflussen das Verletzungsrisiko. Um darauf Rücksicht zu nehmen, wird in der Regel die Geschwindigkeit des Roboters gedrosselt. Hier setzt die Gesamtlösung von Kuka, Airskin und Sick an, die in der Veranstaltung des Mechatronik-Clusters vorgestellt wurde: Bestehende zaunlose Kuka-Roboter werden mit Airskin-Applikationen ausgestattet. Es handelt sich dabei um eine weiche, dünne, luftdichte PU-Haut über einer flexiblen Dämpfungsstruktur mit sicherheitsgerichteter intelligenter Elektronik. Die verbauten Sensoren reagieren bei Berührung sofort und der Roboter stoppt. Zusätzliche Lichthinweise in Rot und Blau geben deutliche Signale. Dadurch kann der Industrieroboter mit voller Geschwindigkeit und ohne Zaun betrieben werden, während die höchste Sicherheit für den Menschen gewährleistet wird. Das Produkt ist bereits in der höchsten TÜV-Kategorie zertifiziert. Der Einsatz der Applikation ist sowohl für kleine Roboter mit 10 kg als auch für Cobots mit einer Traglast von 200 kg möglich.

 

Praxistauglichkeit auf dem Prüfstand

Wie praktikabel die Lösung bereits ist, wurde den rund 25 Teilnehmer*innen von Werner Zipperer, Market Product Manager der Sick GmbH, Jürgen Hubweber, Account Manager der Kuka CEE GmbH und Walter Wohlklinger, Gründer der Blue Danube Robotics GmbH vorgestellt. In vier Use Cases - Motor-ID-Erkennung, Palettieren, Schrauben/Mutternbefestigung, Handling von Getrieben – zeigten sich die unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten des Konzepts. Die Kosten amortisieren sich innerhalb weniger Jahre. Je nach Einsatz werden die Gesamtkosten mit Faktor zwei bis fünf vom Roboterpreis angegeben. Der größte Part ist dabei nicht die Hardware, sondern das Service für die Systemintegration.

 

Sicherheit und Produktivität im Einklang

In der Veranstaltung wurde außerdem das Funktionsprinzip der sensorgestützten Schutzfeldüberwachung erklärt. Ziel ist es, die Produktivität auf höchstem Niveau zu halten, ohne die Sicherheit aus den Augen zu verlieren. Das System erkennt Personen, die den Überwachungsbereich betreten. Wenn die Person das Schutzfeld betritt, verlangsamt sich der Roboter. Bei weiterer Annäherung stoppt der Roboter zur Gänze, da das System den Sicherheitshalt auslöst. Entfernt sich der Arbeiter wieder, werden die Schutzfelder nacheinander wieder freigegeben, damit die maximale Geschwindigkeit wiederhergestellt ist. Befinden sich mehrere Personen im Schutzfeld, wird ein manuelles Rücksetzen angefordert. Die Teilnehmer*innen hatten im Anschluss die Möglichkeit, Fragen zu stellen und weitere Informationen zu Anwendungsmöglichkeiten zu bekommen.


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Georg Alber

Projektmanager

Fachbereich Smart Engineering

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