Die Kobots kommen

,,Menschen, die den ganzen Tag schwer heben, werden nach einer gewissen Zeit müde und haben nicht mehr so viel Kraft. Dann sind Fehler vorprogrammiert. Außerdem leiden viele Mitarbeiter nach ein paar Jahren an Rückenproblemen. Sie halten sich bei ihren Bewegungen oft nicht mehr an die Betriebsvorschriften, sondern arbeiten so, wie es für sie selbst am angenehmsten ist", so die Erfahrung des IPK-Experten.

Bisher war es aus Sicherheitsgründen nicht möglich, Menschen und Maschine bei bestimmten Produktionsschritten zusammenarbeiten zu lassen. Roboter sind nicht intelligent genug, um auf Menschen Rücksicht zu nehmen. Doch das könnte sich schon in wenigen Jahren ändern. Seit etwa fünf Jahren tüfteln Wissenschaftler in den USA, Japan und Deutschland daran, Industrieroboter in intelligente Helfer zu verwandeln. Mit Erfolg – erste Prototypen werden heute bereits bei General Motors in der Automobilproduktion eingesetzt. Der Kobot Scooter unterstützt die Mitarbeiter bei der Montage von Autotüren. Auf der Hannovermesse 2002 stellten Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart zusammen mit ihren Kollegen vom IPK einen Kooperationsarbeitsplatz vor.

Seit April 2002 entwickeln IPK-Experten im Projekt Inter-Manual, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF gefördert wird, einen weiteren Kobot-Prototypen. Der Begriff Kobot ist die Abkürzung für kooperierende (oder kollaborierende) Roboter. Die intelligenten Assistenten sind auch als intelligente, kraftverstärkende Manipulatoren bekannt. ,,Überall da, wo schwere und sperrige Teile entlang einer definierten Bahn bewegt werden müssen, können Kobots den Mitarbeitern die tägliche Arbeit erleichtern. Menschen müssen dann beim Heben oder Tragen nur noch ganz wenig Kraft aufwenden und übernehmen die Rolle des Aufpassers. Ein weiterer Vorteil: Jeder kann sich bewegen, wie er will, ohne gesundheitliche Schäden befürchten zu müssen", erklärt Bernhardt. Die Präzision eines Kobots ist vergleichbar mit der eines Roboters. Erstmals verbindet sich hier die Leistung, Genauigkeit und Flexibilität konventioneller Roboter mit der Erfahrung und Präzision des Menschen.

Schwere Lasten präzise bewegen

Bei Inter-Manual erarbeiten Fraunhofer-Wissenschaftler zunächst die Grundlagen dafür, dass intelligente Assistenten die Mitarbeiter bei bestimmten Aufgaben unterstützen können. ,,Kernstück des Forschungsprojekts ist es, eine Nachgiebigkeitsregelung in die Steuerung des intelligenten Assistenten zu integrieren. Damit wollen wir erreichen, dass der Kobot Ungenauigkeiten des Bedieners selbstständig erkennt und ausgleicht", erläutert Dr. Bernhardt. So muss der Arbeiter die Fenster beim Stapeln nicht mehr millimetergenau positionieren. Das übernimmt der intelligente Assistent. Dasselbe gilt für den exakten Einbau von Windschutzscheiben. Mithilfe eines kooperierenden Roboters kann der Werker problemlos schwere Lasten präzise bewegen. Die Abläufe lassen sich dabei vorab programmieren. Der Kobot kann sie aber auch erlernen.

Speziell für die Kobots wurde ein robustes und kostengünstiges CVT-System (Continuously Variable Transmission) entwickelt. Diese kontinuierlich veränderliche Transmission in den Gelenken basiert auf neuartigen Planetengetrieben. Damit lässt sich eine definierte Bewegung des Greifers erreichen, während die Antriebsenergie hauptsächlich vom Bediener eingebracht wird. Auftretende Prozesskräfte werden dabei weitgehend kompensiert. ,,Ziel ist es, eine ergonomische Bedienung zu ermöglichen, die Verletzungsgefahr zu reduzieren, einseitige Belastungen und gesundheitliche Beeinträchtigungen wie Rückenprobleme auf Dauer zu verhindern", sagt der IPK-Abteilungsleiter. Die Unternehmen können durch die Teamarbeit Lieferzeiten und Kosten optimieren.Isolde Rötzer