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Mensch-Roboter-Kooperation als Schlüsseltechnologie in der Fertigung

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Automobilindustrie als Treiber für MRK

Obwohl der Automatisierungsgrad in der Automobilproduktion bereits hoch ist, gibt es noch immer Fertigungsschritte wie die Montage, in denen viele monotone und physisch belastende Aufgaben manuell ausgeführt werden. Die zu montierenden Komponenten sind vielfältig und erfordern präzise Bewegungsabläufe. Deshalb ist eine Vollautomatisierung noch nicht wirtschaftlich umsetzbar. MRK-Anwendungen spielen dort ihre Vorteile aus, weil sie flexibler und wandlungsfähiger sind und zudem die Werker ergonomisch entlasten können. Dr. Martin Gallinger von Volkswagen nannte weitere Treiber für MRK in der Montage, aber auch der Logistik, wie die Steigerung der Produktivität und Präzision sowie die verbesserte Prozessqualität. Zudem kann MRK die Taktbindung der Mitarbeiter reduzieren: Nicht mehr der Roboter gibt den Takt vor, sondern der Werker. Dr. Gallinger präsentierte mehrere Anwendungsbeispiele für MRK im VW-Konzern, darunter auch bereits sicherheitstechnisch abgenommene mit Robotern von Universal Robot.

Wissenschaft und Industrie sehen MRK als zentrale Technologie für die Umsetzung von Industrie 4.0 und die Produktion der Zukunft. Diese wird zunehmend flexibler werden, Mensch und Maschine werden mehr interagieren. Dies hob auch Thomas Stark von Daimler in seinem Vortrag hervor. Daimler engagiert sich neben weiteren namhaften Partnern im Forschungscampus ARENA2036. Dies ist ein Leuchtturmprojekt in Baden-Württemberg, in dem revolutionäre Produktionsmodelle für das Automobil der Zukunft entwickelt und erprobt werden.

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Während heute die Herstellung des Automobils am Band getaktet und fest verkettet ist, wird es morgen entkoppelte, wandlungsfähige und hochintegrierte Produktionssysteme geben, die es erlauben, jeder Fahrzeugvariante den optimalen Fabrikdurchlauf zukommen zu lassen. Im Rahmen der ersten Projektphase haben Wissenschaftler des Fraunhofer-IPA ein Montagemodul entwickelt, das diese Anforderungen einer wandlungsfähigen Produktion erfüllt: Mensch und Roboter arbeiten entsprechend ihren Fähigkeiten zusammen. Dank mobiler Komponenten ist die Montagestation an aktuelle Bedarfe anpassbar.

Thomas Dietz vom Fraunhofer-IPA ging im letzten Vortrag des Seminars auf die Wirtschaftlichkeit von MRK-Anwendungen ein. Die Systematisierung von MRK-Anwendungen erfolgt bisher, wie oben erwähnt, unter dem Aspekt der sicheren Zusammenarbeit. Diese Interaktionsformen haben auch bedeutende Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit einer Anwendung: Wenn die Sicherheitsanforderungen eine Anwendung unwirtschaftlich machen, bietet sie den Unternehmen keinen Mehrwert. Deshalb hat das Fraunhofer-IPA eine Systematik entwickelt, mit der es MRK-Anwendungen nach technischen, organisatorischen und wirtschaftlichen Kriterien schon in der Konzeptionsphase systematisieren und bewerten kann.

Eine MRK-Anwendung wird dabei immer mit der manuellen beziehungsweise der vollautomatisierten Lösung verglichen. Die Stärken beider Varianten sollen für MRK bestmöglich zusammenkommen: Kreative Lösungsfindung, Entscheidungsfähigkeit und Geschicklichkeit aufseiten des Werkers, Wiederholgenauigkeit, Ausdauer/Geschwindigkeit und Traglast aufseiten des Roboters.

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