LBR iiwa ist mit sieben Achsen dem menschlichen Arm nachempfunden (Foto: Kuka Roboter)  
Für sensitive Montageaufgaben

Die Zukunft der Automatisierung liegt in der direkten Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter.

Dazu präsentiert Kuka eine neue Robotergeneration. „Wir zeigen, wie wir die Industrierobotik über die Mensch-Maschine- Kooperation zur Servicerobotik weiterentwickeln“, erklärt Manfred Gundel, der Geschäftsführer von Kuka Roboter. 

 


Die industrielle Produktion stehe vor einem revolutionären Wandel, ist Manfred Gundel überzeugt. Künftig müsse sich die Produktion schnell an neue Rahmenbedingungen anpassen, also auf volatile Märkte, hohe Variantenvielfalt und kürzere Produktlebenszyklen. Industrie 4.0 bedeute vor allem, dass die Produktion wandlungsfähig werden müsse. „In vielen Fällen bedeutet dies, weg von der starren Vollautomatisierung und hin zur flexiblen Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter“, erklärt Gundel die neue Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter. „Der Einsatz des Roboters als Produktionsassistenz gestaltet die Produktion so wandlungsfähig wie nie und ermöglicht völlig neue Konzepte in der Fertigung. Damit eröffnen sich neue Wege in der roboterbasierten Automatisierung, die zusätzlich zum ‚klassischen‘ Industrieroboter entstehen.“

 

Industrie 4.0 bedingt neue Generation der Robotik


In solchen neuen Fertigungskonzepten spielt der Roboter eine neue Rolle, auf die er erst einmal zugeschnitten werden muss. „Als Produktionsassistent muss er sicher mit dem Menschen zusammenarbeiten können, und dazu brauchen wir eine ganz neue Robotergeneration“, sagt Dr. Albrecht Hoene, Projektleiter für den Leichtbauroboter bei der Kuka Laboratories GmbH. „Die Maschinen müssen sensitiv und feinfühlig sein, wie unser neuer Kuka Leichtbauroboter LBR iiwa.“


Für die neue Generation hat sich das Entwicklungsteam um Albrecht Hoene einiges einfallen lassen und einen Roboter entwickelt, der ohne Schutzzaun arbeiten kann, denn das ist eine der wichtigen Bedingungen der Mensch-Maschine-Kooperation. Um dieses neue Kapitel in der Robotik aufzuschlagen, hat sich Hoene einige grundsätzliche Gedanken gemacht: „Der Roboter muss absolut sicher sein, und damit er sicher ist, muss er leicht sein. Je schwerer ein Roboter oder je schwerer die Masse ist, desto größer ist das Gefährdungspotenzial einer Maschine.“ Deswegen war es ein entscheidender Schritt, das Gewicht dieses Roboters gegenüber seinen industriellen Kollegen um circa 90 Prozent zu reduzieren.


Gelenkmomenten-Sensoren im neuen Leichtbauroboter können Kollisionen mit dem Menschen oder anderen Gegenständen sicher detektieren und dass dabei auch Prozesskräfte sicher gesteuert werden, setzt einige Fähigkeiten voraus, die Albrecht Hoene am Beispiel verdeutlicht: „Stellen Sie sich vor, Sie möchten im Dunkeln einen Stecker in die Steckdose stecken. Wer rein haptisch vorgeht, probiert aus und merkt ‚jetzt kann ich drücken, jetzt ist der Stecker drin‘. Das wäre übertragen eine typische Aufgabe für einen LBR. Wir wollen ihn in der Produktion einsetzen, wo sensitive Montageaufgaben durchzuführen sind und wollen so die Einsatzfähigkeit von Robotern weiter erhöhen.“

 

Vorbild ist der menschliche Arm


Der LBR iiwa ist mit sieben Achsen dem menschlichen Arm nachempfunden und kann in Positions- und Nachgiebigkeitsregelung betrieben werden. Diese, kombiniert mit integrierter Sensorik, verleiht dem Leichtbauroboter eine programmierbare Feinfühligkeit. Seine hochperformante Kollisionserkennung und eine integrierte Gelenkmomentensensorik in allen Achsen prädestinieren den LBR iiwa für feinfühlige Fügeprozesse und ermöglichen den Einsatz einfacher Werkzeuge. Durch seine Sensitivität schlägt der LBR iiwa ein neues Kapitel in der Mensch-Roboter- Kollaboration auf. Er agiert als „dritte Hand“ des Werkers und kann direkt und ohne Schutzzaun mit dem Menschen gemeinsam arbeiten.

 

Das Produktionskonzept zur Kooperation


Zusammen arbeiten ohne hinderlichen Schutzzaun bringt frischen Wind in die moderne Fabrik, aber auch neue Rahmenbedingungen: Frank Klingemann, Geschäftsführer der Kuka Systems GmbH, erklärt, dass zur sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) auch wandlungsfähige Produktionskonzepte gehören. „Der sichere Roboter ist nur die eine Seite. Unser Ziel ist die Erarbeitung eines ganzheitlichen MRK-gerechten Produktionskonzepts. Das MRK-Engineering und MRK-gerechte Gesamtlösungen beeinflussen die Gestaltung der Fabriken und die Produktion der Zukunft.“ Dafür baut Kuka Systems unter anderem eine umfassende Datenbank für Komponenten und Peripherie auf, die sich für die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter eignen. Berechnungen auf Basis dieser Daten sollen künftig helfen, Anwendungen sicher, wirtschaftlich und MRK-gerecht zu gestalten und damit die Voraussetzung für die wandlungsfähige Fabrik 4.0 schaffen.

www.kuka-robotics.com

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