Mensch-Roboter-Kollaboration

Zum Greifen nah

Mit seinem Wissen, seinen Erfahrungen aus unterschiedlichsten Branchen und nicht zuletzt mit den bestehenden Kontakten zu einzelnen Roboterherstellern sowie zur Berufsgenossenschaft will Schunk Anwender und Anlagenplaner aktiv bei der Realisierung der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) begleiten. Wie das konkret aussehen soll, erläutert Dr. Markus Klaiber im Interview mit handling-Chefredakteurin Petra Born.

Dr. Dipl.-Ing. (TH) Markus Klaiber, Technischer Geschäftsführer/CTO bei Schunk. (Foto: Schunk)

Herr Dr. Klaiber, „MRK wird kommen!“ So lautete Ihr Schlusssatz jüngst beim MRK-Anwender- und Technologietag in Ihrem Haus. Was macht Sie so sicher?
Klaiber: Die Forderung nach MRK-Systemen kommt direkt aus dem Markt. Viele Unternehmen haben erkannt, welche Erfolge sich mit automatisierten Lösungen erzielen lassen. Nun nehmen sie verstärkt auch solche Prozesse in den Blick, die bislang nicht oder nur sehr bedingt automatisierbar waren. MRK-Lösungen werden vor allem dort in Erwägung gezogen, wo bislang manuelle Tätigkeiten vorherrschen, beispielsweise in Montageanwendungen. In der Automobilindustrie ebenso wie in der Konsumgüterproduktion.

Ist denn bei den Unternehmen schon angekommen, dass Teamwork zwischen Mensch und Roboter bei teilautomatisierten Prozessen selbstverständlich werden soll? 
Klaiber: Solche Transformationsprozesse vollziehen sich nicht von heute auf morgen. Bis neue Technologien in der Breite am Markt ankommen, vergehen oft Jahre. Denken Sie nur an die automatisierte Beladung von Werkzeugmaschinen. Vor wenigen Jahren war dies die alleinige Domäne der Großserienfertiger. Mittlerweile gilt sie selbst bei kleinsten Losgrößen als probates Mittel für eine hohe Produktivität. Wer heute in eine neue Maschine investiert, wird immer auch die Möglichkeiten einer automatisierten Beladung in Erwägung ziehen, denn wer das nicht tut, riskiert den Anschluss an den Markt. Oder denken Sie an die Bedeutung mechatronischer Greifsysteme: Vor fünf Jahren noch galten sie als exotisch. Heute hingegen wägen Anlagenplaner systematisch die Vorteile mechatronischer Komponenten gegenüber pneumatischen Modulen ab. Die Resonanz aus dem Markt zeigt, dass viele Unternehmen konkrete MRK-Szenarien durchspielen und die ersten damit begonnen haben, Pilotanwendungen umzusetzen. Die großen Automobilisten beispielsweise analysieren mittlerweile systematisch, welche Prozesse für MRK-Anwendungen infrage kommen und wie diese zu gestalten sind.

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Welche Hemmnisse werden offenbar?
Klaiber: Das größte Hemmnis ist aus unserer Sicht die Unsicherheit angesichts unterschiedlicher Normen, Zertifizierungen und Produkte. Das gilt für Anwender ebenso wie für Anlagenbauer, Integratoren und Hersteller. Szenarien der Mensch-Roboter-Kollaboration müssen jedes Mal neu bewertet und auf ihre Realisierbarkeit hin untersucht werden. Denn jede Anwendung ist individuell. Alle Beteiligten lernen Tag für Tag dazu. Man tastet sich von Anwendung zu Anwendung vor, weil noch niemand von anderen lernen kann, denn diese anderen gibt es schlicht und ergreifend nicht. Hier geht es um echte Pionierarbeit und das braucht Zeit. Wir erkennen aber auch: Mit jeder gemachten Erfahrung gewinnt der Prozess an Dynamik.

Weiche Hülle mit intelligentem Kern: Den Co-act-Greifer JL1 hat Schunk als Meilenstein auf dem Weg zur Mensch-Roboter-Kooperation entwickelt. Er liegt inzwischen in mehreren Varianten vor. (Foto: Schunk)

Wie mühsam ist der Weg bis zur Zertifizierung der Anlage?
Klaiber: Gerade bei den ersten Applikationen kann der Weg zur Zertifizierung mühsam sein, denn es geht genau betrachtet um zwei Aufgaben: die Realisierung der Applikation und das Management der Zertifizierung. Damit die DGUV eine komplette Anlage für den MRK-Betrieb zertifiziert, muss nachgewiesen werden, dass der Bediener bei einem Kontakt nicht verletzt werden kann. Hier greifen die Schutzprinzipien der DIN EN ISO 10218-1/-2 und DIN EN ISO/TS 15066 sowie die Maschinenrichtlinie, die vorschreibt, dass stets die Gefahr für den Menschen betrachtet werden muss. Es gilt, sehr genau zu analysieren, welche Arbeitsräume es gibt, welche Risiken bestehen und wo Arbeitsräume daher eingeschränkt werden müssen, um Verletzungen auszuschließen. Das ist nur möglich, wenn eine individuelle Betrachtung der Applikation, der Aufgabe und der Werkstücke erfolgt. Nur so können beispielsweise die auftretenden Kräfte mithilfe zertifizierter Messmittel nachgewiesen werden. Dieser Prozess ist wesentlich komplexer als bei herkömmlichen Lösungen, wo es genügt, einen Zaun um die Anwendung zu bauen. Wir raten Anwendern daher, gerade am Anfang eher kleine Schritte zu gehen.

Beim Anwender- und Technologietag wurde deutlich, dass sich Schunk nicht nur als reiner Komponentenanbieter versteht, sondern auch als Impulsgeber, Ideen- und Know-how-Lieferant. Wie wollen Sie Unternehmen konkret den erfolgreichen Einstieg in die MRK ermöglichen?
Klaiber: Die Idee für den Anwender- und Technologietag MRK kam genau vor diesem Hintergrund zustande: Die Veranstaltung sollte dem Ideen- und Erfahrungsaustausch dienen, aber auch beispielsweise rechtliche Hintergründe beleuchten. Das Feedback der Teilnehmer zeigt, wie wichtig dieser Austausch zwischen Anwendern, Planern und Herstellern ist. Darüber hinaus hat Schunk ein interdisziplinär besetztes Team zusammengestellt, das bei der Realisierung von MRK-Projekten eine aktive Unterstützung anbietet. Im Schunk-Co-act Team sind Fachleute aus Konstruktion, Produktmanagement, Montage und Vertrieb vertreten, die speziell im Bereich MRK ausgebildet wurden. Sie arbeiten eng mit den relevanten Roboterherstellern sowie mit der Berufsgenossenschaft zusammen, sodass eine einzigartige Kompetenzdichte sichergestellt ist. Die MRK-Spezialisten helfen bei der Entwicklung und Analyse von MRK-Szenarien sowie bei der Risikobeurteilung. Zudem gewährleisten sie eine schnelle und zielgerichtete technische Umsetzung – unabhängig von den eingesetzten Robotern oder Handlingsystemen. Grundsätzlich legen wir bei allen Maßnahmen großen Wert darauf, zu wissen, welche Probleme bei Anwendern auftreten können und wie damit umzugehen ist. Ich denke hier insbesondere an Programmierfehler, Umgebungseinflüsse auf Sensoren oder den Einsatz inkompatibler Komponenten.

Wenn Mensch und Maschine in der industriellen Produktion direkt interagieren, geht das den Werker in besonderem Maße an. Wie reagieren die Mitarbeiter?
Klaiber: Anfangs dominiert meist eine Mischung aus Neugierde, Begeisterung und einer gewissen Unsicherheit. Schließlich sind die meisten Mitarbeiter, um die es hier geht, noch nie mit Robotertechnologien in Berührung gekommen. Sobald sie erleben, wie einfach die Systeme bedient werden können, schwindet die Angst. Die Mitarbeiter beginnen automatisch mit dem System zu spielen, testen intuitiv die Sicherheitstechnologien und gewinnen so sehr schnell Vertrauen. Vor allem aber erkennen Sie, welche Entlastung MRK-Systeme im Arbeitsalltag bringen. Es ist wie bei neuen Werkzeugen: sobald die Vorteile erkannt sind, möchte jeder eines. Auch deshalb sind wir überzeugt, dass wir auf dem richtigen Weg sind.

In dieser Applikation übernimmt ein zertifizierter Schunk- Co-act-Greifer EGP die Zuführung und Positionierung von Bauteilen in der Motorenmontage der Automobilindustrie. (Foto: Schunk)

Roboter sind Maschinen – und bleiben das auch. Mit der weiteren Entwicklung von Robotersystemen und künstlicher Intelligenz allerdings könnten die Maschinen irgendwann die Regie übernehmen. Müssen wir das befürchten? 
Klaiber: Derartige Horrorszenarien bieten guten Stoff für Blockbuster im Kino. Mit der Realität haben sie jedoch nichts zu tun. Auch in Zukunft wird es immer noch der Mensch sein, der das Ruder in der Hand hat und nicht die Maschine. Wir haben längst gelernt, Autopiloten im Flugzeug zu vertrauen und Bremsassistenten im Auto. Niemand denkt mehr darüber nach. Ähnlich wird es in zehn Jahren auch mit künstlicher Intelligenz in der Industrie sein. Sie wird ganz selbstverständlich zum Alltag gehören.

MRK-Projekte stehen und fallen mit geeigneten Endeffektoren – Ihr Spezialgebiet! Wie sieht das aktuelle Schunk-Portfolio hierfür aus? 
Klaiber: Derzeit arbeiten wir intensiv an der DGUV-Zertifizierung und Standardisierung unterschiedlicher Greifer aus der Schunk-Co-act Familie. Was bislang noch als Sonderlösung verkauft wird, soll schon bald serienmäßig im Schunk-Greifer-Katalog enthalten sein. Als weltweit erster Robotergreifer wurde die Schunk-SVH-5-Fingerhand von der DGUV für den kollaborierenden Betrieb zertifiziert und zugelassen. Gleiches gilt für die Schunk-Co-act-Greifer Baureihe EGP, den ersten MRK-zertifizierten Industriegreifer, der insbesondere in der Kleinteilemontage wichtige Impulse setzen wird. Anfang 2018 werden wir damit in Serie auf den Markt gehen.

Herr Dr. Klaiber, besten Dank für das Gespräch!


Der Umsatz von Robotik und Automation in Deutschland wird 2017 um sieben Prozent wachsen. Damit setzt sich ein Höhenflug fort, der nach der Wirtschaftskrise das siebte Jahr in Folge anhält. Der Branchenumsatz hat sich seither mehr als verdoppelt. Bis 2040 wird die Wirtschaft in Deutschland jedoch mit ganz neuen Herausforderungen konfrontiert: Die Zahl der verfügbaren Arbeitskräfte sinkt um zehn Millionen Menschen. (Quelle: VDMA) 

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