Exoskelett Mate, Bild: Comau

Dank der kompakten Struktur folgt Mate den Bewegungen der oberen Extremitäten vollständig und ohne Widerstand oder Fehlausrichtung. Bild: Comau

Eine Sache ist für Massimo Calvetto klar: Die menschenleere Fabrik wird es so schnell nicht geben, womöglich nie. Im Gegenteil, der Mensch wird auch in Zukunft im Mittelpunkt stehen. „Deshalb nennen wir unsere Strategie Humanufacturing“, erklärt Calvetto, Vertriebsleiter Robotik beim italienischen Automatisierungs- und Robotikspezialisten Comau. Um diesen Anspruch zu unterstreichen, weist er gleich auf ein Produkt hin, das wenig mit Elektronik, dafür aber viel mit dem Menschen bei der Arbeit zu tun hat: Mate, Comaus erstes Exoskelett.

Ergonomische Unterstützung ohne Strom

Agile1500, Bild: Comau
Das fahrerlose Transportsystem Agile1500 dient in der Intralogistik sowie als Verbindung zwischen unterschiedlichen Bearbeitungspositionen. Bild: Comau

Auf den ersten Blick sieht Mate aus wie ein eckiger Rucksack ohne Beutel. Spannend wird es, wenn man ihn anzieht. Denn dann werden die Arme mit sanftem Druck nach oben unterstützt, ohne die Bewegungsfreiheit einzuschränken. Das Exoskelett wurde im Comau Innovation Center in Pontedera (bei Pisa, Italien) im Auftrag von Comaus Mutterkonzern Fiat entwickelt, um Arbeiter zu unterstützen, die in der Fahrzeugmontage unter der Karosserie stehen und über Kopf zum Beispiel Schrauben anbringen müssen. Diese Tätigkeit ist, obwohl auf den ersten Blick nicht überaus anstrengend, doch auf Dauer recht ermüdend. Mate soll nun die Arbeitsqualität durch eine kontinuierliche Bewegungsunterstützung sowohl bei repetitiven als auch täglichen Aufgaben auf effiziente und ergonomische Weise verbessern.

Sensorhaut Aura, Bild: Comau
Dank der Sensorhaut Aura lassen sich selbst große Industrieroboter für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen ertüchtigen. Bild: Comau

Das Spannende dabei: Das Exoskelett Mate arbeitet rein passiv. Es enthält keinerlei Motoren oder Batterien und verleiht den Arbeitern im Gegensatz zu anderen Konzepten damit auch keine übermenschlichen Kräfte. Es nutzt eine passive Federstruktur und bietet damit im Wesentlichen eine trageleichte, atmungsaktive und effektive Haltungsunterstützung. Um das zu erreichen, hat Comau mit Össur, einem Unternehmen im Bereich der nicht-invasiven Orthopädie sowie mit Iuvo, einem auf Wearable-Technologien spezialisierten Spin-off-Unternehmen des BioRobotics Institute (Scuola Superiore Sant’Anna) zusammengearbeitet. „Wir haben herausgefunden, dass keine Elemente über der Schulter angeordnet sein dürfen, um die effektive und gefühlte Bewegungsfreiheit dieses Gelenks nicht einzuschränken“, erklärt Massimo Calvetto. „Daher haben wir die Federpakete hinter das Schulterblatt sowie auf die Oberarme verlegt.“ Mate kann so jede Bewegung der Schulter vollständig nachbilden und ist dem Körper dabei wie eine zweite Haut angepasst. Der Nutzer kann sich das Gerät alleine anziehen, die Unterstützung kann er in sieben Stufen regulieren. Damit lässt sich das System nicht nur an unterschiedliche Nutzer anpassen, beispielsweise kann auch die Hand, die öfter oben arbeitet, stärker unterstützt werden als jene, die meist Bewegungen unter der Schulterlinie ausführt.

Grafik Exoskelett Mate, Bild: Comau
Das Exoskelett Mate ist so gestaltet, dass der Benutzer es eigenständig anlegen und an seine Bedürfnisse anpassen kann. Der Unterstützungsgrad läss sich in sieben Stufen regeln. Bild: Comau

Der Effekt des Exoskeletts ist, wenn man es einmal anprobiert, erstaunlich. Vor allem Tätigkeiten, bei denen die Arme auf Schulterhöhe oder darüber gehoben werden müssen, profitieren von dem Gerät. „Mittlerweile haben wir Anfragen aus vielen Branchen, sogar außerhalb der Industrie“, gibt Calvetto an. „Mate kann Reinigungspersonal beim Fensterputzen ebenso helfen wie Zahnärzten, die oft über orthopädische Probleme aufgrund der Arbeitshaltung klagen.“ Seit dem Launch von Mate auf der Automatica 2018 sei die Nachfrage sehr groß, so der Vertriebsleiter. „Deshalb suchen wir zur optimalen Betreuung der Mate-Kunden nun auch Vertriebspartner, vor allem für den deutschen Markt.“

Humane Technologie-Strategie trifft Automatisierung

Mate ist ein wichtiger Bestandteil der Humanufacturing-Technology-Strategie von Comau, einem Konzept, bei dem Menschen die Hauptakteure in der intelligenten Fabrik zusammen mit hochmodernen, digitalen Werkzeugen, Basistechnologien und intelligenter Industrierobotik im Rahmen eines vernetzten Produktionssystems sind. Es ist das erste aus einer Reihe geplanter tragbarer Robotik-Konzepte, um die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine in unterschiedlichen Sektoren voranzubringen und weiterzuentwickeln. Dennoch muss auch die Produktivität stimmen, um konkurrenzfähig zu bleiben. Hierfür bietet Comau eine Reihe vonTechnologien an, die im Rahmen eines offenen Automatisierungskonzepts Mensch und Maschine verbinden. Zum Beispiel fahrerlose Transportsysteme.

Industrieroboter, Bild: Comau
Da innerhalb von Aura ein echter Industrieroboter steckt, kann wahlweise in voller Kraft und Geschwindigkeit sowie, falls Menschen in der Nähe sind, im kooperativen Modus gefahren werden. Bild: Comau

Agile1500 nennt sich das erste automatisierte Transportsystem innerhalb Comaus neuer AGV-Plattform. Das modulare, skalierbare und vollständig rekonfigurierbare System kann bis zu 1500 kg mit einer Maximalgeschwindigkeit von 1,7 m/s transportieren oder alternativ bis zu fünf Tonnen als Zugmaschine ziehen. Mit diesen Eigenschaften kann das neue AGV nicht nur Kerntätigkeiten wie die Just-in-Time- und Just-in-Sequence-Produktion vereinfachen, sondern auch werksinterne Logistikabläufe optimieren sowie die Lagerverwaltung und die Produktionseffizienz insgesamt verbessern. Das Agile1500 ist mit zahlreichen Navigationssystemen kompatibel, die sowohl natürliche Orientierungshilfen (Wände, Gegenstände usw.) als auch vorgegebene Punkte (Magnetpunkte oder Magnetbänder) verwenden. Dank fortschrittlicher Sicherheitsfunktionen und einem integrierten Laserscanner, der das AGV stoppt, sobald ein Hindernis in seinem Fahrweg auftaucht, kann sich das System auch autonom bewegen.

Menschen und Roboter bei Bedarf Hand in Hand

Videoreportage, Bild: ke NEXT
ke-NEXT-Chefredakteur Wolfgang Kräußlich war für die Recherche in Turin. Eine Videoreportage finden Sie auf dem Youtube-Kanal „Next Robotics“. Bild: Comau

Ein weiteres Element, um den Menschen mit einer automatisierten Umgebung zu verbinden, ist Aura. So nennt sich Comaus Herangehenswese an das Thema Mensch-Roboter-Kollaboration. „Aura ist der kollaborative Roboter mit der derzeit marktweit größten Nutzlast und Reichweite von 170 kg und 2,8 Meter“, betont Massimo Calvetto. „Er kann auch im Standard-Industriemodus gefahren werden, wenn kein Kollaborationsmodus erforderlich ist, und seine Sensorhaut bietet Kollisionsvermeidung sowohl beim Roboter als auch bei den montierten Werkzeugen.“

Mit sechs Sicherheitsabstufungen und einem modularen Ansatz unterstützt Aura den Menschen bei der Durchführung manueller Tätigkeiten, und dies mit voller Sicherheit und bei vollständiger Nähe ohne irgendeine erforderliche Absperrung. Das System ist flexibel genug, um mit kollaborativen Abläufen jeder Art zurechtzukommen. Es kann über intuitive Schnittstellen leicht programmiert oder vom Bediener manuell geführt werden. Die leistungsfähigen Näherungssensoren, die in der speziellen Haut integriert sind, erkennen bereits kontaktlos Annäherungen und auch Berührungen. Dadurch können die Sicherheitssysteme rechtzeitig reagieren, um Kollisionen zu vermeiden. Auch das ist ein Schritt in Richtung Humanufacturing.

Im Gespräch mit Massimo Calvetto und Christoph Anding, Comau

„Roboter sind wichtig; es sind Werkzeuge, die den Menschen unterstützen und ihm die Arbeit und das Leben erleichtern.“ Massimo Calvetto, Head of Sales, Comau

„Flexibilität und Kreativität der Menschen nutzen“

Als Roboterhersteller und Automatisierungsspezialist stellt Comau gezielt den Menschen ins Zentrum. ke NEXT war in Turin und sprach mit Experten vor Ort, um herauszufinden, warum das so ist und welche Bedürfnisse der Markt heute generell hat.

Herr Calvetto, Herr Anding, Sie leiten global respektive in Deutschland den Vertrieb. Wie haben sich nach Ihrer Erfahrung die Bedürfnisse Ihrer Kunden in den vergangenen Jahren verändert?

Massimo Calvetto: Noch vor einigen Jahren wollte der Kunde, wenn wir über Automation und Robotik gesprochen haben, vor allem Aussagen zu Preis, Qualität und Liefertermin haben. Heute sind diese drei Dinge etwas, was als Standard wahrgenommen wird. Entweder Sie haben gute Qualität zu einem fairen Preis bei vernünftigen Lieferzeiten, oder Sie sind raus aus dem Spiel. Wonach der Kunde heute sucht, sind leicht bedienbare Lösungen, Service, Beratung, eine engere Kooperation mit dem Automations- oder Roboterhersteller. Die Kunden erwarten mehr und mehr eine Art von Partnerschaft.

Christoph Anding: Das ist in Deutschland ganz ähnlich. Der Wunsch nach einer persönlichen Beziehung auf Kundenseite ist deutlich spürbar. Der Kunde möchte einen direkten Kontakt zu seinen Lieferanten haben und wir erhalten auch immer häufiger Fragen nach Unterstützung und Beratung zu konkreten Applikationen. Unser Team steht den Kunden im Vorfeld zum Beispiel durch Taktzeitanalysen und Simulationen beratend zur Seite, geht auch vor Ort zum Kunden und indentifiziert mögliches Optimierungspotenzial in Anlagen.

Was bedeutet das für Ihre Produkte und Dienstleistungen?

Massimo Calvetto: Nun, es geht darum, unser Portfolio mit Produkten und Dienstleistungen zu erweitern, die nicht nur in Bezug zu Robotern stehen. Natürlich entwickeln wir die Roboterseite mit neuen Modellen und neuen Eigenschaften für vorhandene Roboter weiter. Aber wir ergänzen es mit Dingen rund um die Robotik, etwa fahrerlose Transportsysteme oder ein Exoskelett. Es geht ja darum, eine effizientere Gesamtproduktion zu schaffen, mehr Teile in der gleichen Zeit herzustellen und die Qualität zu verbessern. Das geht nur, wenn man Logistik und Menschen auch mit in Betracht zieht. Die Kunden suchen eine Gesamtlösung, mit der im Handumdrehen von Produkt A auf Produkt B umgestellt werden kann.  

Christoph Anding: Robotik ist dabei unser Kerngeschäft, das entwickeln wir auch weiter. Unser Portfolio geht bis zu 650-kg-Robotern in verschiedensten Varianten und Funktionalitäten. Aber um den Menschen, die ja einen großen Beitrag in allen Fabriken leisten, auch zu helfen, haben wir den kollaborativen Roboter Aura sowie das Exoskelett entwickelt. So können sowohl Mensch, als auch Roboter gemeinsam ihre Stärken ausspielen.

Ihre Philosophie lautet ja Humanufacturing, sprich Sie wollen den Menschen in den Mittelpunkt der Fabrik stellen. Warum? Es gibt ja durchaus auch die Idee der menschenleeren Fabrik ...

Massimo Calvetto: Persönlich denke ich, dass so eine Fabrik in einigen wenigen Fällen funktionieren könnte, aber das wird nicht der Standard sein. Auch wenn die Roboter sich technologisch verbessern werden, künstliche Intelligenz und Machine Learning zum Einsatz kommen, der Mensch wird immer mehr als das können. Es ist die Flexibilität und Kreativität, die ich Maschinen so nicht zutraue. Roboter und Maschinen sind wichtig, es sind Werkzeuge, die den Menschen unterstützen und ihm die Arbeit und das Leben erleichtern.

Christoph Anding: Der Mensch kann auf unterschiedliche Szenarien reagieren, was der Roboter nicht kann. Der Roboter, die Maschine  fährt einen Prozess ab. Aber der Mensch kann interagieren, er kann reagieren, er kann Einfluss nehmen und vielleicht auch etwas beschützen in dem Fall, wenn etwas in der Produktion passiert. Viele Menschen sehen bereits im privaten Umfeld, dass Roboter näherkommen, dass es intelligente Werkzeuge in ihrem Umfeld gibt. Das ist nichts, was gegeneinander funktioniert.

Das sehen aber nicht alle Menschen so.

Massimo Calvetto: Sie sehen es aber auch meist nicht pessimistisch. Vor allem die jüngeren nicht. Wir müssen klarstellen, dass Roboter und Automation nicht unsere Feinde sind. Und nebenbei, wir versuchen in dieser Richtung unser Bestes zu tun. Wir beginnen in der Schule mit unserem Schulungsroboter e.Do. Wir bieten ein Paket, das Schülern schon in jungen Jahren den Umgang mit Robotern näherbringt. Beziehungsweise, das den Lehrer bei technischem Unterricht unterstützt. Die jungen Leute sind dann vertraut mit dieser Technik, sie nutzen es als selbstverständliches Werkzeug.

Das Gespräch führte Wolfgang Kräußlich, Chefredakteur

Mate ke NEXT, Bild: ke NEXT
Auch wenn Mate zunächst für die Automobilindustrie entwickelt wurde, gibt es mittlerweile auch Anfragen aus anderen Branchen. Darunter sogar Bereiche wie Gebäudereinigung und Medizin – etwa bei Zahnärzten. Bild: Comau

Besuch bei Comau in Turin! MATE, eDo und Agile 1500 - Quelle: next Robotics

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