Spann- und Greiftechnik
MRK erfordert neue Greifer-Konzepte
Die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter in der Industrie 4.0 erfordert nicht nur neue, darauf angepasste Roboter-Kinematiken. Auch die Greifer-Hersteller stehen vor der Herausforderung, ihre Konzepte an den kollaborativen Ansatz anzupassen.
Wo eine Vollautomatisierung von Produktions- oder Montagelinien nur bedingt wirtschaftlich umsetzbar ist, sollen Teilprozesse herausge-löst und zwischen Mensch und Roboter aufgeteilt werden – so eine Vision von Industrie 4.0. Dementsprechend sollen künftig autonom operierende ‚Cobots‘ – also Roboter, die im unmittelbaren Umfeld des Menschen zum Einsatz kommen – die ergonomisch ungünstigen oder eintönigen Arbeiten zum Beispiel als Hebe- oder Positionierungshilfe bei Lasten übernehmen. Die physische Belastung des Menschen sinke demzufolge, der Prozess werde effizienter und nicht zuletzt lasse sich durch das Hand-in-Hand-Arbeiten von Mensch und Roboter der Platzbedarf verringern und die Flexibilität steigern.
Weiche Hülle – intelligenter Kern: Als Technologieträger soll der 'Co-act Gripper' den Weg zur Mensch-Roboter-Kollaboration ebnen helfen.
© SchunkDiese Entwicklung fordert nicht nur die Roboter-Hersteller selbst – auch die Spann- und Greiftechnik muss sich intensiv mit den neuen Gegebenheiten auseinandersetzen. So geschehen bei Schunk. Das Ergebnis der diesbezüglichen Überlegungen war als Projektstudie beziehungsweise Technologieträger erstmals auf der zurückliegenden Automatica in München zu sehen: der sogenannte ‚Co-act Gripper JL1‘. Nach Aussage des Lauffener Spezialisten für Spanntechnik und Greifsysteme handelt es sich dabei um den ersten kollaborativen Greifer, der unmittelbar mit dem Menschen interagiert und kommuniziert. Zentrale Merkmale sind eine nachgiebige Außenhaut mit abgerundeten Kanten, ein integrierter Schutz vor Werkstückverlust sowie ein LED-Panel als Kommunikationsinterface zum Menschen.
Bereits in der Basisstufe erfülle der Co-act Gripper JL1 die zentralen Forderungen einer sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration: Er verliert nie das gegriffene Objekt, er erkennt immer einen Kontakt mit dem Menschen und er verletzt unter keinen Umständen beim Greifen. Wird der Prozess beispielsweise bei einem Not-Aus unterbrochen, ist stets gewährleistet, dass das gegriffene Teil zuverlässig gehalten bleibt. Mit Hilfe einer Umfeld-Sensorik erfasst der Greifer kontinuierlich seine Umgebung und verarbeitet die Daten mittels einer integrierten Software. Kommt es zu einem unerwünschten Kontakt mit dem Menschen, wird die Greifkraft automatisch begrenzt.
Eine denkbare Anwendung des kollaborativen Greifers: Der Roboter mit einem 'Co-act Gripper' führt einen Motoradapter zu einem Motorblock, positioniert ihn und hält ihn während der Verschraubung in Position.
© SchunkÜber speziell entwickelte Greifstrategien und Kraftmessbacken in den Fingern stimmt der Greifer Schunk zufolge sein Verhalten in Echtzeit darauf ab, ob das Werkstück oder womöglich eine menschliche Hand gegriffen wird. Grundlage ist die Sicherheitsrichtlinie für Industrieroboter DIN EN ISO 10218. Auch Aspekte der künftigen DIN EN-ISO 20218 (Safety requirements for industrial robots) sind bereits berücksichtigt.
Darüber hinaus will Schunk den Greifer zu einem Kommunikationsmittel zwischen der Anlagensteuerung und dem Bediener machen. So informieren LED-Leuchten und eine entsprechende Farbsystematik darüber, ob die Anlage betriebsbereit ist und ob das korrekte Werkstück gegriffen wurde. Die Pläne gehen sogar noch weiter: Vergleichbar mit dem Menschen, der in der Regel mehrerer Sinne kombiniert, um eine Situation zu bewerten, werden Greifer künftig Informationen aus mehreren Sensorquellen bündeln und daraus ein möglichst exaktes Bild der Realität ableiten – so die Vision der Experten aus Lauffen.
Über OPC-UA-Schnittstellen sollen die kollaborativen Greifer darüber hinaus in der Lage sein, mit dem Roboter sowie mit der übergeordneten Anlagensteuerung zu kommunizieren beziehungsweise alle relevanten Prozess- und Umgebungsdaten an die Steuerungs- und Produktionssysteme zu übermitteln.
Auf der Grundlage der Ergebnisse aus dem Technologieträger will Schunk nun ein zertifiziertes Co-act-Gripper- Gesamtsystems entwickeln. Bis das Standardprogramm auf den Markt kommt, wird noch etwas Zeit vergehen. Allerdings sei man bereits jetzt in der Lage, individuell auf die jeweilige Anwendung abgestimmte MRK-Greifer als kundenspezifische Lösung zu konzipieren. Speziell dafür wurde in Lauffen ein interdisziplinär zusammengesetztes ‚Co-act Team‘ gebildet mit eigens zu diesem Zweck ausgebildeten Spezialisten aus den Bereichen Konstruktion, Produktmanagement, Montage und Vertrieb.














