Wir wollten mehr dazu erfahren und haben uns von Christoph Hock, KUKA Systems Leiter MRK, einen tieferen Einblick in die Welt der Mensch-Roboter-Kollaboration in der Automobilindustrie geben lassen.
Mensch-Roboter-Kollaboration: Was verbirgt sich genau dahinter?
Bei der Mensch-Roboter-Kollaboration bzw. der Verwendung eines Collaborative Robot (kurz Cobot) geht es um die gesetzeskonforme Umsetzung einer Applikation, in der sich Mensch und Maschine gleichzeitig im selben Arbeitsraum befinden können. In der Praxis wird der Begriff deutlich abweichend gehandhabt. Fast jede Anlage, in der ein Leichtbauroboter Anwendung findet und ein Schutzzaun durch ein Scanfeld ersetzt wurde oder die Arbeitsbereiche auf andere Art und Weise getrennt wurden, wird geläufig als „MRK“ oder „Cobot-Anlage“ bezeichnet.
Status Quo: Wie weit ist das Thema MRK in der Automobilproduktion bereits etabliert?
In fast allen Bereichen der Automobilproduktion finden sich MRK-Applikationen wieder, allerdings sind diese thematisch weit verstreut. Viele Automobilhersteller haben die Technologie inzwischen getestet und für sich erfolgreiche Anwendungen implementiert.
Die absolute Anzahl der Applikationen ist jedoch geringer als man vor Jahren prognostiziert hat. Die Euphorie glich einer „MRK-Revolution“ und dementsprechend hoch lag auch die Erwartungshaltung an die neue Technik.
Inzwischen ist die Technik einen Schritt weiter und die Planungsprämissen bzw. Randbedingungen, die zu einer erfolgreichen MRK-Applikation führen, sind bekannt. Auch die externen Sicherheitseinrichtungen zum Überwachen des Roboterumfeldes entwickeln sich rasch weiter und werden immer präziser und intelligenter. Neben den klassischen Scannern gibt es inzwischen beispielsweise auch sichere Radartechnik für den Anlagenbau. Wichtig ist, dass es trotz all der Möglichkeiten in der Umsetzung nicht zu kompliziert wird und dies erfordert meist ein gutes Engineering – oder Abstriche hinsichtlich der tatsächlichen „Mensch-Roboter-Kollaboration“.
Die aktuelle Wirtschaftslage lässt zwar auch den Cobot-Absatz deutlich sinken, aber eine positive Prognose ist sehr wahrscheinlich. Der Trend hin zu Cobots ist somit ganz klar erkennbar. Bei Cobots geht es aber nicht nur um die Möglichkeiten der Zusammenarbeit, sondern auch um die Einfachheit von Bedienung und Programmierung und die schnellen Einrichtungsmöglichkeiten.
Cobots im Einsatz: In welchen Arbeitsbereichen wurde MRK schon etabliert und wo bestehen noch Möglichkeiten?
Das Einsatzfeld von Cobots oder offen gestalteten Anlagen ist sehr vielfältig. Erfolgreiche Applikationen entstehen immer dort wo die Aufgabe und Peripherie ohne größere Anpassungen – „MRK-gerecht“ – ausgelegt werden kann:
Die Kombination der genannten Prozesse findet sich in der Endmontage und deren Aufrüstlinien wieder. In diesem Bereich ist der Automatisierungsgrad noch verhältnismäßig gering und durch weitere Einsatzmöglichkeiten ausbaufähig. Meist liegt dort die planerische Prämisse auf dem „Fließbetrieb“ oder auch als „Assembly in Motion“ bekannt.
Hürden: Was für technologische Herausforderungen gibt es zu bewältigen?
Die technologischen Herausforderungen für eine Automatisierung des Fließbetriebs sind prinzipiell gelöst. Für den KUKA LBR iiwa kann beispielsweise mit der „Assembly in Motion“ Technology das komplette Funktionsspektrum ähnlich einem stationären Betrieb realisiert werden, MRK-Sicherheit und Sensitivität bleiben dabei erhalten.
Auch für klassische Industrieroboter kann mittels „ConveyorTec“ der Fließbetrieb automatisiert werden. Genauso wichtig wie die Verfügbarkeit dieser Technologie ist die Frage nach der Bauteillage und dem tatsächlichen Arbeitspunkt des Roboters. Fließbänder laufen nur in der Theorie mit einer konstanten Geschwindigkeit und beim Einsatz von fahrerlosen Transportfahrzeugen (kurz FTF) kommen neben verschiedenen Geschwindigkeiten auch leichte Verdrehungen oder ein Positionsversatz vor. Mittels Sensitivität des Roboters und entsprechender Kamera- und Sensortechnik lässt sich dies problemlos umsetzen.
Die Frage nach der technologischen Herausforderung ist im Moment mehr eine Frage nach der Wirtschaftlichkeit. Wie viel Technik muss für einen stabilen und sicheren Prozess investiert werden und wie lange dauert die Inbetriebnahme dieser Systeme, ergo – rechnet sich die Automatisierung dann noch? Zudem müssen auch organisatorische Hürden berücksichtigt werden. Die Anlagentechnik muss einfach und verständlich sein und viele Cobot-Hersteller haben bewiesen, dass dies möglich ist.
Zukunftsaussichten: Was für mögliche Weiterentwicklungen und Visionen hat KUKA und welche Entwicklung zeigt der Markt?
Wie bereits zuvor erwähnt, wird die Nachfrage nach Cobots mit einer Erholung der Wirtschaftssituation wieder deutlich an Fahrt aufnehmen. Die Gerätepreise werden kontinuierlich geringer und dies bei gleichzeitig stetiger Verbesserung der Technik. Moderne Tools wie „Machine Learning“ können zudem dazu beitragen den hohen Anforderungen an technischen Verfügbarkeiten von Robotern und Applikationen in der Industrie gerecht zu werden.
