Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration, Bild: Fraunhofer IFF

Mobile Assistenzroboter werden den Menschen künftig in vielen Bereichen der Produktion unmittelbar unterstützen. Bild: Fraunhofer IFF

| von René Maresch, Fraunhofer IFF

Bereits heute halten stationäre, also fest installierte Assistenzroboter Einzug in viele Fertigungsprozesse. Ausgestattet mit modernen Sicherheitssystemen arbeiten sie Hand in Hand mit ihren menschlichen Kollegen und schrauben, bohren, schweißen oder kleben, was das Zeug hält. Die Zeiten der Roboterstraßen, in die nie ein Mensch geraten durfte, dem seine Gesundheit lieb war, sind in vielen Fällen gezählt.

Die Zukunft gehört jedoch autonomen mobilen Assistenzrobotern. Großer Bedarf an solchen Technologien besteht nicht nur in der Industrie. Sie sind ein unverzichtbares Element bei der Umgestaltung und Optimierung von Produktion und Logistik auf flexiblere und effizientere Prozesse, in verschiedensten Dienstleistungsbranchen und im medizinischen Sektor. Vor allem aber in der Produktion sollen sie schon bald verstärkt komplexe und vielfältige Aufgaben übernehmen und den Menschen unterstützen.

An mobile Assistenzroboter werden jedoch noch höhere Anforderungen hinsichtlich der intuitiven Interaktion, der präzisen Umgebungs- und Objekterfassung sowie der intelligenten Bahnplanung und -ausführung gestellt. Zudem müssen sie besondere Sicherheitsanforderungen beim Einsatz im direkten Arbeitsumfeld des Menschen ohne trennende Schutzfelder erfüllen.

Intuitive Mensch-Roboter-Kollaboration

Auf der Automatica, vom 21. bis 24. Juni 2016 in München, präsentieren die Forscher des Fraunhofer IFF aktuelle Entwicklungen mit den Schwerpunkten mobile Assistenzrobotik sowie sichere und intuitive Mensch-Roboter-Kollaboration. Die vorgestellten Exponate zeigen, wie die Ansprüche an kommende Robotergenerationen erfüllt werden können. Die Automatisierungsexperten geben damit einen Einblick in die bevorstehende Einführung von Assistenzrobotern in der Industrie.

Außerdem informieren sie über aktuell durchgeführte Belastungsstudien mit Probanden zur Ermittlung biomechanischer Grenzwerte im Falle einer Berührung zwischen Mensch und Roboter. Diese verifizierten Belastungsgrenzen stellen die Basis einer sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration in der Betriebsart "Leistungs- und Kraftbegrenzung" dar.

Visuelle Montageassistenz

Optische Montageprüfung, Bild: Fraunhofer IFF
Die Forscher des Fraunhofer IFF haben Technologien zur optischen Montageprüfung auf Grundlage von Modellinformationen entwickelt. Das System vergleicht den Ist- mit dem Soll-Zustand in Echtzeit. Bild: Fraunhofer IFF

Darüber hinaus zeigt das Forschungsinstitut modernste Augmented-Reality-Assistenzsysteme für die visuelle Werkerassistenz und die optische Montageprüfung. Industrielle Montageprozesse sind meist geprägt durch eine große Variantenvielfalt auf Grund eines hohen Grades an Individualität der Produkte. Ohne Anleitung ist es schwierig, komplexe Baugruppen manuell zusammenzusetzen. Die Experten des Fraunhofer IFF setzen auf optische Technologien zur Montageassistenz.

Sie haben ein technisches Assistenzsystem entwickelt, dass die Arbeitsperson beim Montagevorgang flexibel unterstützt. Dafür überlagern computergenerierte Visualisierungen das Kamerabild der realen Szene und geben so Hilfestellung.

Mensch und Maschine werden mit Hilfe solcher Systeme zukünftig in gemeinsamen Arbeitsräumen beispielsweise Montagearbeiten ausführen. Während der Mensch manuelle Arbeiten verrichtet, kann eine mobile Roboterplattform ortsflexibel die Prüfung vorangegangener Montageschritte durchführen.

Die Virtual-Engineering-Experten des Fraunhofer IFF stellen zudem ihre Lösungen zur integrierten Entwicklung von SPS und Roboterprogrammen vor. An einem Demonstrator zeigen sie, wie mit der IFF-Software Vincent Steuerungskonzepte frühzeitig am virtuellen Modell entwickelt und getestet werden.

Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF forscht seit vielen Jahren erfolgreich auf den Gebieten des Digital Engineering, der modernsten Mess-und Prüftechnologien für die Industrie sowie der intelligenten Robotik, der sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration und der mobilen Assistenzrobotik. Dabei verfolgen die Forscher stets einen ganzheitlichen Einsatz. Hierbei entstehen neue Technologien, die heute in vielen Produktionsbereichen eingesetzt werden oder in naher Zukunft ihren Weg in die Industrie finden

Assistenzroboter Annie des Fraunhofer IFF (Quelle: Fraunhoferiff)