Mensch und Industrieroboter arbeiten ohne starre Schutzzäune zusammen – dieses Prinzip ist im Bereich von Leichtbaurobotern mittlerweile weitgehend etabliert. Ein bislang einzigartiger Prototyp im Volkswagen Konzern will nun unter Beweis stellen, dass eine sichere Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) auch mit herkömmlichen, schwergewichtigen Industrierobotern möglich ist.

Technisch möglich machen das Laser-Sicherheitsscanner, die Bewegungen des Mitarbeitenden  sicher erkennen. Ein Projektor zeigt dem Menschen farblich leuchtend die dynamischen Schutzfelder an. Eine übergeordnete Steuerung stimmt die Bewegungen des Roboters auf die des Menschen ab, verlangsamt und stoppt den Roboter, sobald der Mensch in die entsprechenden Schutzbereiche tritt.

Dr. Martin Gallinger verantwortet die Weiterentwicklung von Roboter-Anwendungen in der Volkswagen Konzern-Produktion und erklärt, warum die dynamischen Schutzfelder wichtig für die Produktion der Zukunft sind: „Das Thema Mensch-Roboter-Kooperation ist derzeit in aller Munde.

Bislang ging es dabei vor allem um die Zusammenarbeit mit Leichtbau-Robotern. Nun wollen wir auch Industrie-Roboter fit dafür machen. Das kann die Arbeit vieler Mitarbeiter vereinfachen, denn die großen Industrie-Roboter können viel schwerere Teile heben und beispielsweise den Mitarbeitern anreichen." So können Industrie-Roboter künftig Mitarbeiter aktiv unterstützen und entlasten. Ein weiterer Vorteil: Auch bereits existierende Roboter können für die Zusammenarbeit mit dem Menschen befähigt werden, was Anschaffungskosten senkt.

„Bei all den Vorteilen dieser neuen Form der Zusammenarbeit hat ein Thema für uns jedoch höchste Priorität: die Sicherheit", betont Gallinger. Dafür sorgen hochmoderne, interaktive Schutzfelder. Zu Testzwecken hat das Team um Gallinger gemeinsam mit den Partnern Kuka, Keyence Deutschland und dem Magdeburger Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) einen serienfähigen Prototypen aufgebaut.

Über Farben erkennt der Mitarbeiter einfach und deutlich, in welchem Bereich er sich ohne Einfluss auf den Roboter bewegen kann (grün). Die Sicherheitszonen werden mit der Roboterbewegung dynamisch angepasst. Arbeitet der Roboter beispielsweise im hinteren Bereich und weiter von der Position des Menschen entfernt, verschieben sich die grünen, gelben und roten Felder entsprechend. Befindet sich der Mensch in der gelben Zone, wird die Roboterbewegung stark gebremst, im roten Bereich sofort gestoppt. Damit ist laut Volkswagen für die Mitarbeiter "jederzeit absolute Sicherheit und Klarheit über die Sicherheitszone gewährleistet."

Der realisierte Prototyp zeigt die technische Machbarkeit einer neuen Form der Zusammenarbeit und ein komplett neues Sicherheitskonzept: „Im nächsten Schritt werden wir den Prototypen gemeinsam mit unseren Projektpartnern, Arbeitssicherheitsexperten und Produktionsmitarbeitern intensiv testen und optimieren. Mit ihrem Feedback wollen wir das System gemeinsam zur vollen Serien-Tauglichkeit weiterentwickeln", so Gallinger.