Zur Zusammenarbeit von Mensch und Maschine

Der Roboter, mein Arbeitskollege

Roboter haben bereits seit vielen Jahren Einzug in unseren Arbeitsalltag gehalten und zahlreiche Industrien nachhaltig verändert. Im Rahmen unserer neuen Ingenieuregeschichte zeigen wir den ersten kollaborierenden Roboter YuMi und das Konzept, was ihn zum perfekten Arbeitskollegen macht. Dabei geht es natürlich auch um Sicherheitsaspekte. Bild: VDI / Fabian StürtzVDI-Ingenieurgeschichten_Matthias_702x363

Lange wurde daran geforscht, die Kooperation von Mensch und Roboter in der Fertigung zu ermöglichen. Die Systeme, die derzeit auf dem Markt sind, können nun auf verschiedenste Art und Weise in Fabriken eingesetzt werden. Dank Sicherheitstechnik über Sensoren und Leichtbauweise wird dafür gesorgt, dass Menschen in der Nähe von Robotern nicht gefährdet sind.

YuMi arbeitet Schulter an Schulter mit Menschen zusammen (Bild: ABB)

YuMi arbeitet Schulter an Schulter mit Menschen zusammen (Bild: ABB)

Ein Beispiel hierfür ist YuMi („you“ und „me), der neben Björn Matthias die zweite Hauptfigur in unserer Ingenieurgeschichte ist. Der Zweiarm-Roboter YuMi ist mit sieben Freiheitsgraden so beweglich und gleichzeitig genau, dass er einem Menschen beispielsweise beim Zusammenbau einer Uhr oder eines Tablets helfen kann.

„Das Sicherheitskonzept für die Arme von YuMi ist ganz einfach: Die Grundlage ist, dass die bewegten Massen durch geeignete Konstruktion gering gehalten sind. Darüber hinaus ist wichtig, dass die äußeren Formen der Arme abgerundet sind und es an den Gelenken keine Klemmstellen gibt“, erzählt uns Björn im Interview. „Zusätzlich sind die besonders exponierten Oberflächen der Arme gepolstert. Schließlich ist das Drehmoment der Gelenkmotoren konstruktiv begrenzt und mit einer konfigurierbaren Geschwindigkeitsbegrenzung wird jede Berührung mit Menschen harmlos.“

Und hier seht Ihr Björns und YuMis Geschichte im Video:

Früher waren Roboter häufig in Käfigen eingesperrt, weil sie eine Gefahr für ihre menschlichen Kollegen waren. Das ist nun nicht mehr nötig: Registriert YuMi einen unerwarteten Kontakt, zum Beispiel bei einer Kollision mit einem Menschen, kann er seine Bewegung binnen Millisekunden stoppen. „Der Mensch behält in jeder Situation die Kontrolle. Er kann YuMi jederzeit pausieren lassen oder seine Bewegung verändern”, so Björn weiter, der bei ABB als Senior Principal Scientist tätig ist. Auch Fragen, wie YuMi auf seine menschlichen Kollegen wirkt, beschäftigen den Physiker und sein Team: „Die Arme des Roboters müssen sich natürlich und vorhersehbar bewegen, so dass der Mitarbeiter, der daneben steht, das in Ordnung findet.”

Entwickelt wurde der Roboter speziell für die hohen Flexibilitäts- und Agilitätsanforderungen der Elektronikindustrie. Unterstützt wird die Maschine durch ein Vision-System, das ihm die Erkennung der Teile und ihre Lage ermöglicht, die er bearbeitet. Dabei bietet YuMi eine Positionswiederholgenauigkeit von 0,02 Millimetern und kann dank der 100–240 Volt Stromversorgung an jede Steckdose der Welt angeschlossen werden.

Und wie sieht die Zukunft der Robotik aus?
Noch folgt YuMi bei seiner Arbeit einer festen Programmierung. In Zukunft sollen kollaborierende Roboter aber über flexible Fähigkeiten verfügen, die sie gemäß der jeweiligen Situation einsetzen können. Zu perfektem Teamwork zwischen Mensch und Maschine gehört es schließlich, aufeinander reagieren und eingehen zu können. Trotz all dieser Fortschritte in der Robotik, bleiben die Aufgaben weiterhin klar verteilt: Einfach zu automatisierende Aufgaben übernimmt der Roboter und die koordinativ anspruchsvolleren Arbeiten übernimmt der Mensch.

Mehr zur Zusammenarbeit zwischen Yumi und seinen menschlichen Arbeitskollegen zeigen wir im Video unserer neuen Ingenieurgeschichte. Im Vorfeld haben wir bereits 6 Dinge gefunden, die Ihr von Robotern bestimmt nicht erwartet hättet. Außerdem haben wir einen tanzenden Roboter gefunden und ihn genauer vorgestellt. Ihr könnt mit dem Thema Ingenieurgeschichten nicht so recht etwas anfangen? Kein Problem, wir klären auf: „Was sind eigentlich die VDI Ingenieurgeschichten?“

Hier könnt ihr Euch zum Thema weiterbilden: Die 3. VDI-Fachkonferenz Assistenzroboter in der Produktion befasst sich mit Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), die vielen Unternehmen große Chancen bietet, aber sie gleichzeitig vor große Herausforderungen stellt. Neben aktuellen MRK-Vorhaben u. a. aus der Automobilindustrie werden auch Möglichkeiten diskutiert, wie Robotersysteme mithilfe von zusätzlichen Sensoren abgesichert werden können.

philipp-busse-foto.256x256Autor: Philipp Busse
Position im VDI: Junior Pressereferent
Aufgaben im VDI: Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, interne Kommunikation, Social Media

 

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