News - Forschung und Entwicklung vom 01/28/2011

Roboter für Assistenzsysteme

Mensch und Roboter in gemeinsamer Arbeitsumgebung

Das BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie) fördert im Rahmen des Autonomik-Programms Entwicklungsprojekte für den Mittelstand hinsichtlich autonomer und simulationsbasierter Systeme. So forscht die TU Dortmund zusammen mit Unternehmen aus der Industrie an dem Projekt rorarob. Dabei geht es um intelligente Roboter-Assistenzsysteme, die es dem Schweißer erleichtern sollen, komplexe Rohr- und Rahmenkonstruktionen zu fertigen – und zwar in einer gemeinsamen Arbeitsumgebung von Mensch und Roboter ohne trennende Schutzzäune.

Im mittelständischen Maschinen- und Anlagenbau überwiegt bei derartigen Aufgaben heute noch manuelles Schweißen. Das ist jedoch zeit-, arbeits- und kostenintensiv. So müssen die Schweißer die oft sehr schweren Einzelteile erst manuell in die richtige Position heben, ausrichten und fixieren. Ein weiteres Problem ist das Schweißen in Zwangslage. Es begünstigt Schweißfehler und mindert erheblich die Produktivität. Abhilfe sollen hier die genannten Roboter-Assistenzsysteme schaffen. Das Konzept hinter rorarob: Zwei Roboter sollen die Komponenten aufnehmen und gemeinsam punktgenau in die für den Schweißer optimale Arbeitsposition bringen, so dass er möglichst in Wannenlage schweißen kann. Von schwerer körperlicher Arbeit, dem langwierigen Ausrichten und Positionieren der Teile befreit, kann er sich voll auf das Schweißen konzentrieren. Das optimierte Zusammenspiel zwischen Mensch und Roboter macht den Fertigungsprozess deutlich effizienter. Die Roboter können komplexe Baugruppen schneller, präziser und flexibler positionieren, als es konventionelle Einspannvorrichtungen erlauben. Und der Schweißer kann aufgrund seiner Erfahrung und Wandlungsfähigkeit flexibel auf die unterschiedlichen Schweißsituationen reagieren. Dieses Zusammenspiel bedarf jedoch ausgereifter Software für das simultane und koordinierte Arbeiten der beiden Roboter inklusive des parallelen Nachführens der Bauteile während des Schweißprozesses. Hier arbeiten die Dortmunder Wissenschaftler mit der von ABB entwickelten und in die Robotersteuerung IRC5 integrierten MultiMove-Funktion zur simultanen Steuerung mehrerer Roboter mit nur einem Roboter-Controller. Für die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter in einem gemeinsamen Arbeitsraum sorgt SafeMove, ein weiteres Software-Modul des Programmpakets. Es grenzt die kartesisch sicheren Bewegungsräume ein und überwacht die Roboterposition in definierten Aufenthaltsbereichen von Menschen. Das alles geschieht ohne die sonst üblichen Sicherheitseinrichtungen wie Lichtschranken, Sicherheitsrelais, mechanische Positionsschalter oder Schutzabsperrungen. So eröffnen sich für Betriebe, die bisher noch keine Roboter nutzen, neue Perspektiven und Wettbewerbschancen.