Bild: Fotolia - Inok

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Vor mehr als zehn Jahren seien die ersten Beispiele einer physischen Zusammenarbeit zwischen Mensch und Industrieroboter am Arbeitsplatz ohne trennende Schutzeinrichtung realisiert worden, resümiert Martin Hägele, Leiter der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme am Fraunhofer IPA, im Rahmen der Eröffnungspressekonferenz der Motek 2014 die Entwicklung der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Die enge Zusammenarbeit von Roboter und Mensch nimmt seither stetig zu. Vor allem der Einsatz zweiarmiger Robotersysteme werde innerhalb der nächsten 15 Jahre stark ansteigen, so die Meinung Hägeles.

  • 65 Prozent
  • 11 Prozent
  • 7 Prozent

Der mit Abstand größte Abnehmer für Integrated Assembly Solutions, zu denen auch Handhabungs- und Montagetechnik zählen, ist die Automobilindustrie. Hier finden 65 Prozent der Anlagen und Komponenten der Branche ihren Einsatz. Auf die Automobilindustrie folgen Telekommunikation, Elektronik, elektronische Bauelemente, Computer, Radio, TV und elektrische Haushaltsgeräte mit elf Prozent. Sieben Prozent der Lösungen für die Handhabung und Montage gehen in die Bereiche Pharma, medizinische Geräte, Gesundheitspflege und Kosmetik.

Mensch und Maschine arbeiten sicher zusammen

„Mechatronische Greifsysteme werden in den kommenden Jahren einen regelrechten Boom erleben“, prognostizierte Henrik A. Schunk, geschäftsführender Gesellschafter bei Schunk, im Rahmen der SPS IPC Drives 2014. Passend hierzu stellte das Unternehmen auf der Messe das weltweit erste zertifizierte Safety Greifersystem vor.

Es geht schon lange nicht mehr darum, die Handhabungstechnik immer weiter zu entwickeln. Vielmehr müssen sich Unternehmen Gedanken über die Möglichkeiten zur sicheren Integration der Technologie in die Fabrik der Zukunft machen. Hochflexible Maschinen sollen mit ihren menschlichen Kollegen zusammenarbeiten. Sichere Mensch-Maschine-Kollaboration ist hier das entscheidende Stichwort. Und genau die soll mit dem Safety Greifsystem von Schunk nun gegeben sein, denn auch bei einem zu engen Kontakt von Mensch und Maschine muss der Produktionsprozess dank des Safety-Systems von Schunk durch eine Notabschaltung nicht komplett unterbrochen werden. Kommt ein Mensch dem Greifer in einer begehbaren Roboterzelle zu nah, geht der Greifer je nach aktiver Schutzzone entweder in eine sicher limitierte Geschwindigkeit oder in einen sicheren Betriebshalt. Möglich wird das im Zusammenspiel mit Trittmatten, Türschaltern, Lichtvorhängen oder 3D-Kameras zur Raumüberwachung. Gegriffene Teile bleiben – durch kontinuierliche Bestromung, die auch im sicheren Betriebshalt gegeben ist – auch ohne mechanische Greifkrafterhaltung zuverlässig gehalten.

Die Flexibilität der Industrie 4.0

Eine Idee hinter dem Topthema Industrie 4.0, ist die Flexibilisierung der Produktion. Produktionslinien sollen flexibel für verschiedenste Produkte und Produktvarianten bereit sein. Eine Idee, die auch die Handhabungstechnik beeinflusst. Denn auch die Greifer, die hierbei zum Einsatz kommen, müssen für diese Vielfalt bereit sein. Wegweisende Konzepte hierfür kommen aus dem Bionic Learning Network von Festo, das erst 2014 wieder einen neuen bionischen Greifer vorgestellt hat. Das ambitionierte Vorbild für den MultiChoiceGripper: nichts geringeres als die menschliche Hand. Genau wie diese, kann auch der MultiChoiceGripper verschiedene Greifarten kombinieren. Seine Finger lassen sich so umschalten, dass sie entweder parallel oder zentrisch greifen. Und dies ohne dass ein Umbau erforderlich ist.

Multichoice Gripper von Festo

Festos MultiChoiceGripper hat die menschliche Hand als Vorbild.

Auf Flexibilität in der Greifertechnik setzt auch Schmalz. Im Rahmen der Motek 2014 präsentierte das Unternehmen seinen neuen Matrixgreifer für die flächige Handhabung flexibler und formstabiler Werkstücke. In den Fertigungshallen der Branchen Faserverbund, Automotive, Textil und Leder sowie Aerospace finden sich selten einheitliche Werkstücke. Häufig werden Greifersysteme hier mit Zuschnitten unterschiedlichster Größen, Formen und Beschaffenheiten konfrontiert, die sie selektiv und flexibel umsetzen sollen. Das flächige Greifen des Matrixgreifers bietet den Vorteil der Maß- und Formhaltigkeit. Um diesen Vorteil ausnutzen zu können, können die einzelnen Saugstellen des Greifers separat angesteuert werden. Möglich wird das durch die integrierte standartisierte IO-Link-Schnittstelle, über die jedes einzelne Matrixventil ja nach Schnittmuster flexibel aktiviert oder deaktiviert kann. Je nach Anwendung kann der Greifer mit pneumatischer oder elektrischer Vakuum-Erzeugung betrieben werden.

Matrixgreifer von Schmalz

Der Matrixgreifer von Schmalz ermöglicht die flexible Handhabung wechselnder Schnittmuster.

Komponenten werden intelligent

DVR1125 Zimmer Group

Die Zimmer Group macht Komponenten für Roboterarme intelligent: Die Drehdurchführungen des Typs DVR übertragen auch Profibus und Profinet.

Aber die Vision der Industrie 4.0 hat noch weitere Facetten. Immer mehr Intelligenz auch in die Greif- und Handhabungskomponenten an Roboterarmen zu integrieren, um sie Industrie-4.0-reif zu machen, hat sich die Zimmer Group zur Aufgabe gemacht. Die Neuheit der Gruppenmarke Sommer-Automatic ist eine Schleifring-Kombination für Roboter, die zusätzlich zu Druckluft und elektrischer Energie auch Profibus beziehungsweise Profinet übertragen kann.

Es handelt sich dabei um die Drehdurchführungskombination DVR, die alle Datenprotokolle, die auf dem Fast-Ethernet-Standard 100Base-TX basieren, übertragen können. Neben Ethernet-Signalen können zusätzlich aber auch die Signale weiterer Feldbussysteme übertragen werden. Die Schleifringkombination stellt dem Nutzer dazu zwölf Schleifringbahnen zur Verfügung, von denen sieben für die Signalübertragung vorgesehen sind.

Autorin: Julia Lansen, Redaktion

Wenn Sie mehr zu diesem Thema erfahren möchten, haben wir hier für Sie spannende Videos zum Thema Bionik für die Handhabung zusammengestellt.