Technologie: Robotik

Die allgemeine Akzeptanz jeder technischen Neuerung braucht bekanntlich Zeit. Der neue Trend in der Industrie, bei dem Arbeiter und Roboter auf Tuchfühlung gehen und im Idealfall ganz ohne Schutzumhausung Hand in Hand zusammenarbeiten, ist zurzeit in aller Munde. Die MRK birgt großes Potenzial und zahlreiche Chancen für beide – den Unternehmer wie auch den Mitarbeiter.

Für Unternehmen mit kleineren Produktionsgrößen sind die verfügbaren Automatisierungslösungen oft nicht rentabel. Im EU-geförderten Projekt SMErobotics entwickelt deshalb ein Konsortium aus Forschungs- und Industriepartnern eine neue Generation von vielseitigen, einfach und schnell anpassbaren Robotersystemen. Der Beitrag zeigt die aktuellen Ergebnisse des Projekts an zwei Beispiel auf.

Die Mensch-Roboter-Kooperation als Prozesstechnologie ist bereits seit Jahren Betrachtungsgegenstand von Wissenschaft und Wirtschaft. Gegenwärtig existieren mehrere, auch technologisch verfügbare Lösungsansätze zur Serienumsetzung. Der Einsatz dieser hybriden Systeme in der Montageumgebung birgt großes Verbesserungspotenzial hinsichtlich Kosten, Qualität sowie Ergonomie und Effizienz.

Intelligente und autonome Roboter sind für die Entwicklung der Industrie 4.0 von essentieller Bedeutung. Dabei müssen sie sich in einer unübersichtlichen und unvorhersehbaren Umwelt zurechtfinden und auf Ereignisse sofort reagieren können. Um Handlungen zu planen, ist die Echtzeitverarbeitung komplexer Sensorinformationen notwendig.Daher werden am DFKI RIC Hardware-Beschleuniger für die Robotik auf Basis des Datenflussparadigmas entwickelt.

Logistische Prozesse unterliegen zumeist einer hohen Varianz, was die Programmierung von Industrierobotern zur Erfüllung komplexer Aufgabenstellungen zeit- und kostenaufwendig macht. Am BIBA wurde eine Strategie zur intuitiven und flexiblen Roboterprogrammierung und -steuerung entwickelt und in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen EASY-ROB auf der CeMAT 2011 anhand eines Demonstrators präsentiert.

Kollaborierende Roboter, auch Cobots genannt, kombinieren die Stärken von Mensch und Roboter am Arbeitsplatz. Die Prozess- und Produktivitätsverbesserung drückt sich durch Zeit-, Kosten-, Ergonomie- und Qualitätsvorteile aus. In diesem Artikel wird gezeigt, wie Praktiker vorgehen sollten, wenn sie diese Robotersysteme nutzen wollen.

Roboter haben sich schon jetzt als Erfolgsmodell für die industrielle Fertigung bewährt. Laut dem Welt-Roboter-Report 2019 der International Federation of Robotics (IFR) sollten bis 2022 rund vier Millionen Industrieroboter weltweit im Einsatz sein. Und wie sieht es mit der Fertigungssteuerung hierzulande aus?

Im Gegensatz zu standardisierten Produktionsprozessen müssen Roboter in dynamischen Logistikprozessen flexibel auf variable Umgebungsbedingungen und nicht standardisierte Güter reagieren. Durch Fortschritte in KI und Industrie 4.0 können Roboter komplexe Logistikaufgaben zuverlässig ausführen. Ein Beispiel ist die Depalettierung, bei der Roboter die Arbeitsumgebung mithilfe multi-modaler Sensordaten interpretieren.

Roboter sollen möglichst flexibel in unterschiedlichen Handlungsumgebungen und -zusammenhängen agieren können. Um das zu realisieren, werden Lernalgorithmen entwickelt, die ein Lernen nach dem Vorbild der Natur ermöglichen. Wenn eine so lernende Maschine einen Schaden verursacht, stellt sich die Frage, wer diesen verantwortet. Es kann eine Grauzone zwischen Produkt- und Halterhaftung entstehen. Ausgehend von Ersetzbarkeitskriterien wird ein konkreter Vorschlag unterbreitet, wie man mit dieser Grauzone umgehen könnte.

Um Lösungen passgenau für die Herausforderungen in der Logistik zu entwickeln, ist es notwendig, den aktuellen Status sowie Zukunftstrends des Marktes zu kennen. Das BIBA führt seit 2007 eine Studienreihe durch, die aktuell im Zweijahresrhythmus erscheint und den Status Quo des Einsatzes von Robotik in der Logistik ermittelt. In diesem Jahr hat das BIBA die Studie RoboScan’14 mit dem Schwerpunktthema „Mensch-Maschine-Interaktion“ durchgeführt. In diesem Beitrag werden die Hauptaussagen der Studie präsentiert und Ergebnissen aus den Vorjahren gegenübergestellt.