Schwerpunkte

EU-Projekt LIAA

Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter

20. November 2013, 11:59 Uhr   |  Andrea Gillhuber

Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter

Industrieroboter im Einsatz.

In der Montagehalle sind längst nicht mehr nur Arbeiter zu finden, sondern auch Assistenzsysteme wie Roboter. Häufig arbeiten Mensch und Maschine still nebeneinander, doch durch eine geregelte Zusammenarbeit könnte die Anlagenproduktivität gesteigert werden. Das EU-Projekt LIAA hat sich nun das Ziel gesteckt, die Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter zu verbessern.

Vor kurzem startete das EU-Projekt LIAA, kurz für Lean Intelligent Assembly Automation, unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. Das Ziel des Projekts ist eine effiziente Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter in der Montage. So soll ein einheitliches Software Framework für Montagesysteme entwickelt werden, das die Stärken von Menschen und Robotern verbindet. Je nach Prozess und Kapazitätsauslastung des Mitarbeiters können die Montagearbeitsplätze gleichzeitig vom Roboter wie auch vom Menschen genutzt werden. Denkbar ist, dass in einem solchen Szenario der Roboter z.B. repetitive und schwere Arbeiten übernimmt, während sich der Mensch auf kognitiv anspruchsvolle und feinmotorische Arbeiten konzentriert.

Im Mittelpunkt des Projekts steht die Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit einer Montageanlage. So soll z.B. der Montageprozess mittels intelligenter Algorithmen in einzelne Schritte segmentiert und je nach Eignung und Auslastung entweder dem Arbeiter oder dem Roboter zugewiesen werden. Der Roboter erhält maschinenlesbare Kommandos bzw. Zustandsdiagramme, der Arbeiter wird über Multimedia gestützte Montageanleitungen instruiert, die per Head-Mounted Display, (HMD) bzw. Tablets angezeigt werden. Unabdingbar für dieses System ist, dass die beteiligten Arbeitspartner wissen, wer welchen Arbeitsschritt durchführt. Über Augmented-Reality-Technologien wird etwa dem Werker während der Ausführung des Montageprozesses mitgeteilt, welche Schritte im Prozess der Roboter als nächstes tun wird. -Welche Arbeitsschritte der Arbeiter ausführt, das leitet der Roboter von Kamera gestützten Informationssystemen, intelligenten Wahrnehmungs- und Prognosealgorithmen ab.

Mehr Wirtschaftlichkeit in der Montage

In Zusammenarbeit mit europäischen Endanwendern werden in LIAA fünf Anwendungsfälle für den industriellen Bereich konzipiert. Eine entscheidende Rolle spielen dabei Low-Cost-Komponenten für die Wirtschaftlichkeit in der Montage. Ziel ist es, auf Grundlage von am Markt erhältlichen Leichtbaurobotern, Sensorik und Open-Source-Robotersteuerungs-Software ein Framework zum wirtschaftlichen Einsatz von Roboterassistenten in der Montage zu entwickeln. Ein Vorteil ist dabei, dass Systemintegratoren kostengünstige Robotersysteme mit Leichtbaurobotern auf Basis des Framework implementieren können. Durch standardisierte Schnittstellen und einer Bibliothek mit verknüpfbaren und parametrierbaren Programmbausteinen des Roboters oder der verwendeten Sensoren kann das Framework für die jeweilige Montageanwendung konfiguriert werden.

Ebenfalls Teil des Projekts ist die Arbeitssicherheit. So soll die Sicherheit des Menschen anhand einer (teil-)automatisierten Risikobewertung des Montagesystems während der Konzeption und adäquater Sicherheitskonzepte während der Ausführung gewährleistet werden. Die notwendigen Sicherheitstechniken werden vom LIAA-Framework unterstützt. An dem Projekt arbeiten auch entsprechende Standardisierungs- und Zertifizierungsgremien mit. Mit ihrer Hilfe sollen die im Rahmen des Projekts gewonnenen Erfahrungen in die Erarbeitung neuer Sicherheitsstandards für kollaborative Roboter einfließen.

Koordiniert wird das EU-Projekt durch das Fraunhofer IPA. Zu den Projektpartnern zählen Institutionen und Unternehmen aus ganz Europa. Neben Forschungseinrichtungen wie das DTI Danish Technological Institute und das Laboratory for Manufacturing Systems and Automation LMS der Universität Patras bringen Automatisierungs- und Roboterspezialisten, z.B. Universal Robot A/S oder InSystem Automation, ihre Erfahrung in das Projekt mit ein. Mit Hilfe von fünf Endanwendern aus unterschiedlichen Industriezweigen, darunter Opel und Fischer IMF, können bereits zur Projektlaufzeit fünf Demonstratoren praktisch erprobt werden.

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