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IEF-Werner: Maschinen berührungslos steuern: 3D-Sensoren reagieren auf Gesten

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IEF-Werner: Maschinen berührungslos steuern3D-Sensoren reagieren auf Gesten

Damit ältere Arbeitnehmer weiter in der Produktion arbeiten können, werden neuartige intelligente Arbeitsplätze benötigt, denn Menschen entwickeln im Laufe des Arbeitslebens ein breites und wertvolles Spektrum an einzigartigen Erfahrungen und routinierten Fertigkeiten. Durch körperliche Veränderungen im Alter kann es allerdings dazu kommen, dass feinmotorische Bewegungsabläufe bei Handmontageprozessen unpräziser werden.

IEF-Werner smartBENCH

Im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme mit dem Schwerpunkt „Mensch – Technik – Interaktion für den demografischen Wandel“ entwickelt IEF-Werner zusammen mit dem Fraunhofer-Institut und weiteren Projektpartnern den Arbeitsplatz der Zukunft. „Bei „activTool“ geht es darum, beispielsweise behinderten Menschen den Eintritt in das Arbeitsleben zu erleichtern oder die Arbeitsumgebung an die Bedürfnisse älteren Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter anzupassen“ – berichtet Manfred Meyer, Leiter der Abteilung „Neue Technologien“ vom Schwarzwälder Maschinenbauer. Dafür wird ein intelligenter Arbeitsplatz konzipiert, der die Bewegungen des Werkzeugs, des Werkstücks sowie eine Armauflage aktiv zueinander koordiniert. Sensoren erfassen unter Berücksichtigung des Datenschutzes lokal am Arbeitsplatz die Bewegungsmuster des Menschen und steuern das Arbeitsplatzsystem entsprechend seiner feinmotorischen Bewegungen automatisch.

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„Wir entwickeln erstmals eine umfassende und zukunftsgerichtete Lösung, die durch eine optimal vereinfachte Bedienung im Arbeitsalltag zur Qualitätssteigerung beiträgt“ – so Meyer. Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer mit motorischen Einschränkungen können dank dieser intelligenten Arbeitsplätze weiterhin Präzisionsarbeiten ausführen und ihre wertvollen Fähigkeiten in den Wertschöpfungsprozess einbringen. Darüber hinaus können derartige High-Tech-Arbeitsplätze auch Spezialisten unterstützen, die besonders diffizile Montagetätigkeiten von höchster Präzision ausführen müssen. Ähnliche Arbeitsplätze werden bereits schon heute in Nischenbranchen eingesetzt, nämlich überall da, wo hochpreisige mechanische Qualitätsuhren in akribischer Handarbeit hergestellt werden.

IEF-Werner PI smartBENCH Intelligentes Arbeitsplatzsystem

Auf die Erkenntnisse des BMB-Projekts stützt sich das Konzept von IEF-Werner. Die Konstrukteure haben einen intelligenten Arbeitsplatz entwickelt, der besonders nützlich ist wenn es darum geht komplexe Montageaufgaben zu bewerkstelligen, die nur händisch durchgeführt werden können. Vor allem wenn dabei beide Hände gleichzeitig benötigt werden. Die sogenannte smartBench kann derzeit bis zu zwölf unterschiedliche Bauteile bereitstellen. Der Teilespender ist durch eine Glasplatte abgedeckt. So ist nur ein Fach für Entnahme offen. Des Weiteren kann sich die Montageplattform, die im Zentrum des Arbeitsplatzes eingebaut ist, in drei Richtungen bewegen (XYZ-Tisch).

Das Teilemagazin sowie die Montageplattform werden gesteuert, in dem der Kopf minimal bewegt wird. Die Kopfposition wird dabei permanent von einem handelsüblichen 3D-Scanner überwacht. Lediglich die Andeutung einer Bewegung reicht aus, um die Montageplattform in eine bestimmte Richtung zu bewegen, anzuheben oder das Teilemagazin dazu zu bringen, ein bestimmtes Teil bereitzustellen. „Der Einsatz von Google Glass oder ein Neigungssensor am Kopf wurde aus hygienischen Gründen verworfen! Bei Wechsel des Bedienpersonals müsste erst das System desinfiziert werden“ – erklärt Manfred Meyer. Daher wurde eine vollständig berührungslose Steuerung realisiert. Die Montageplattform kann zudem mit einem Mittendurchlass ausgestattet werden. Durch den Durchlass kann beispielsweise eine Kamera blicken und so die Lage des Bauteiles erfassen, welches der Arbeiter gerade in der Hand hält. Mit diesen Informationen kann die Montageplattform – quasi von selbst – an die Position manövriert werden, an der der Arbeiter das Bauteil montieren soll.

Ein weiteres Einsatzgebiet für intelligente Arbeitsplatzsysteme ist E-Kanban. Kanban ist eine Methode der Produktionsprozesssteuerung (PPS) mit dem Schwerpunkt auf Materiallogistik. Solche Produktionssysteme sind aufgrund ihrer Komplexität und Variantenvielfalt häufig auf starken Einsatz von Informationstechnologie angewiesen. „Ist dies der Fall, spricht man von E-Kanban“ – so Meyer. Das intelligente Arbeitsplatzsystem kann dabei direkt vom PPS-System gesteuert werden. So erfolgt die Bereitstellung der Bauteile immer in der richtigen Reihenfolge. Des Weiteren können derart ausgerüstete Systeme die Arbeitsplatzergonomie berücksichtigen. Hierbei wird der Arbeitsplatz an denjenigen Mitarbeiter anpasst, der für die Durchführung der betreffenden Montageaufgabe vorgesehen ist. Die ergonomische Anpassung erfolgt dadurch, dass das Höhenniveau der Tischplatte entsprechend verändert wird. Diese Bewegung kann hydraulisch oder motorisch ausgeführt werden. Mark Sailer/bw

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