Die Zukunft soll anders aussehen: Der Roboter soll zum Kollegen des Menschen werden. Jeder soll in Zukunft die Aufgaben ausführen, die er am besten beherrscht. „Mit dem Einläuten der Ära der kollaborativen Roboter, erkennen wir die Tatsache an, dass sowohl Menschen als auch Roboter ihre Stärken besitzen“, erläutert Phil Crowther, Small Robot Product Manager, ABB Robotics, die Vision seines Unternehmens von der Zukunft. „Wenn beide Schulter an Schulter auf sichere Weise zusammenarbeiten, werden die Arbeitsplätze der Zukunft flexibler sein, qualitativ hochwertigere Produkte mit weniger Ressourcen produzieren, eine sicherere Arbeitsumgebung bieten, zur Verbesserung der Lebensqualität von Mitarbeitern beitragen und die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen stärken.“ Denn jeder hat seine Vorteile. Kognitive Aufgaben zu lösen, wird weiter die Domäne der Menschen sein. Aufgaben, bei denen Wiederholgenauigkeit eine große Rolle spielt oder solche, bei denen schwere Lasten gehoben werden müssen – an sogenannten roten, für den Menschen belastenden Arbeitsplätzen – werden in den Zuständigkeitsbereich der Roboter fallen. Kollegiale Arbeitsteilung eben.
Eine erste – und recht simple Maßnahme – um die psychologische Grenze zwischen Mensch und Roboter zumindest zum Bröckeln zu bringen, sind äußerliche Änderungen. Es kommt eben nicht immer nur auf innere Werte an. ABB produziert seine vormals orangen Roboter nun in einer Farbe namens Graphite White. Das ehemals verwendete Orange bei früheren Entwicklungen sollte den Menschen nämlich tatsächlich daran erinnern, dass er es hier mit einem starken Gerät zu tun hat, das im Stande ist, ihm Schaden zuzufügen. Die Ausstattung mit neuer Soft- und Hardware, mehr Sensoren und die Leichtbauweise bei vielen Modellen machen nun aber eine Zusammenarbeit möglich. Auch Kuka hat sich mittlerweile vom unternehmenstypischen Orange entfernt. Neueste Roboter-Varianten werden in Aluminium-Weiß produziert, „weil der Roboter eben kein Warnschild sein soll“, so Kuka-Produktmanager Christian Felkel. Bei Fanuc ist es der Farbwechsel von Gelb zu Grün, mit dem sich der Roboterhersteller auf den Weg in die neue Ära der kollaborativen Robotik macht. Damit richtet sich das japanische Unternehmen nach Studien, die gezeigt haben, dass die Farbe von Menschen als positiv aufgefasst wird – ihnen sozusagen grünes Licht gibt. Es kommt also nicht nur auf die inneren Werte eines Roboters an. Abstandssensoren, Not-Aus-Schalter und ähnliche technische Finessen scheinen nicht das einzige Argument zu sein, wenn es gilt, den Menschen die Maschinen näher zu bringen.
Yumi, iiwa und CR-35iA
Aber ABB, Kuka und Fanuc haben nicht nur die Farben ihrer Roboter gewechselt. Die kollaborativen Modelle – die bei ABB auf den Namen Yumi und bei Fanuc auf den Namen CR-35iA hören – wurden gleich in ein komplett neues Gewand gesteckt. „So, wie das Skelett eines menschlichen Arms von Muskeln umgeben ist, besitzt Yumi ein leichtes, aber dennoch festes Magnesiumskelett mit einer Kunststoffummantelung, die mit einer weichen Schutzpolsterung versehen ist. Dadurch werden die bei unerwarteten Zusammenstößen wirkenden Kräfte in hohem Maße absorbiert“, erklärt Phil Crowther, Produktmanager bei ABB. Auch die grüne Haut des kollaborativen Fanuc-Roboters ist weich und für diese Zwecke ausgelegt. Einem menschlichen Arm hat auch Kuka seinen LBR iiwa nachempfunden. „Er agiert als dritte Hand des Bedieners“, erklärt Jakob Berghofer, Produktmanager bei Kuka Roboter.
Alle drei – Yumi, LBR iiwa und CR-35iA – sollen also wirklich eng mit dem Menschen kooperieren. Bei Yumi ist bereits sein Name eine Aufforderung zur Kollaboration. Der setzt sich aus den Worten You und Me, also Du und Ich zusammen. Das Einsetzgebiet des Zweiarmroboters ist die Kleinteilmontage. „Um die große Vielfalt von Teilen in der heutigen Kleinteilmontage zu bewältigen verfügt Yumi über integrierte und äußerst flexible Hände, die in verschiedenen Servogreifern, Doppelsaugnäpfen und Kameras ausgerüstet werden können“, erklärt Phil Crowther. Inspiriert wurden die Entwickler des Roboters von der Smartphone-Montage. Hierbei handelt es sich um Geräte, die jährlich millionenfach verkauft werden, deren Montage jedoch zu einem großen Teil noch Handarbeit ist. Yumis Hände sind jedoch nach Angaben des Unternehmens so individualisierbar, dass sie den verschiedenen Anforderungen der Kleinteilmontage gerecht werden können. Auch bei einer aktuellen Weiterentwicklung des Zweiarmroboters dreht sich alles um seine Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an unterschiedlichste Aufgaben. Doch die komplexen betrieblichen Probleme in der Kleinteilmontage drehen sich nicht allein um die Flexibilität menschlicher Hände. Auch die Teilezufuhr ist entscheidend für einen effizienten Betrieb. „Aus diesem Grund haben wir das Teilezuführsystem Flexfeeder entwickelt“, so Phil Crowther. Er speichert eine große Zahl von Teilen mit Größen zwischen drei und 30 Millimetern in einem Behälter. Da eine direkte Entnahme der Teile aus dem Behälter ein äußerst kompliziertes dreidimensionales Problem darstellt, verwandelt der FlexFeeder es in einen wesentlich einfacheren zweidimensionalen Pickvorgang.“ Dabei werden die Teile in kleinen Mengen aus dem Behälter auf eine ebene Fläche gefördert. Auf dieser können die integrierten Handkameras von Yumi die Teile problemlos lokalisieren und die Greifer zum Aufnehmen der Teile lenken.