Festo_BionicMotionRobot_de

01 Zelle Koexistenz Synchronisiert Kooperation Kollaboration BionicMotionRobot Neue Ansätze für die Mensch-Roboter-Kollaboration Ob feinfühlig und sanft oder kraftvoll und dynamisch – in seinen Bewegungen und seiner Funktionalität ist der BionicMotionRobot vom Elefantenrüssel und von den Tentakeln des Oktopus inspiriert. Der pneumatische Leichtbauroboter verfügt über zwölf Freiheits- grade und kann mit seiner flexiblen Balgstruktur die fließenden Bewegungsabläufe der natürlichen Vorbilder mühelos umsetzen. Eindrucksvolles Kraft-Gewichts-Verhältnis Der bionische Roboterarm hat eine Tragkraft von knapp drei Kilo- gramm – bei etwa demselben Eigengewicht. Je nach montiertem Greifer kann er eine Vielzahl von verschiedenen Objekten hand- haben und für die unterschiedlichsten Aufgaben eingesetzt werden. Das Konzept der nachgiebigen Kinematik basiert auf dem Bionischen Handling-Assistenten von 2010, der aufgrund der gefahrlosen Zu- sammenarbeit zwischen Mensch und Maschine mit dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet wurde. Seitdem befasst sich Festo intensiv mit Systemen, die den Menschen bei monotonen Tätigkei- ten entlasten könnten und gleichzeitig kein Risiko darstellen. Ein Aspekt, der im Fabrikalltag immer mehr an Bedeutung gewinnt. Produktion imWandel Kürzere Vorlaufzeiten, schnellere Produktlebenszyklen sowie eine hohe Flexibilität bezüglich Stückzahlen und Varianz – die Anforde- rungen an die Produktion der Zukunft sind vielfältig und verändern sich schneller als je zuvor. Sie verlangen ein neuartiges Zusammen- spiel von Menschen, Maschinen und Daten. Eine entscheidende Rolle spielen bei dieser Entwicklung neben der digitalen Vernetzung ganzer Anlagen vor allem roboterbasierte Automatisierungslösungen, die Hand in Hand mit dem Menschen zusammenarbeiten. Kollaborative Arbeitsräume der Zukunft Die strikte Trennung zwischen der manuellen Arbeit des Werkers und den automatisierten Aktionen des Roboters wird zunehmend aufgehoben. Ihre Arbeitsbereiche überlappen sich und verschmel- zen zu einem kollaborativen Arbeitsraum. So können in Zukunft Mensch und Maschine gleichzeitig dasselbe Werkstück oder Bau- teil gemeinsam bearbeiten – ohne dass sie aus Sicherheitsgründen voneinander abgeschirmt werden müssen. Als weltweiter Anbieter von Automatisierungstechnik ist es die Kernkompetenz von Festo, die Produktions- und Arbeitswelten der Zukunft mitzugestalten. Wesentlicher Bestandteil bei der Ideen- findung ist das Bionic Learning Network. Im Verbund mit externen Partnern sucht Festo nach natürlichen Phänomenen und Wirkprin- zipien, die sich auf die Technik übertragen lassen. Paradigmenwechsel in der Robotik Im Fokus der aktuellen Forschungsarbeiten stehen bionische Leicht- bauroboter, die aufgrund ihrer natürlichen Bewegungsmuster und der eingesetzten Pneumatik geradezu prädestiniert für kollabora- tive Arbeitsräume sind und in Zukunft eine preisgünstige Alterna- tive zu klassischen Roboterkonzepten darstellen können. Die Stärken pneumatischer Antriebe liegen seit jeher in der ein- fachen Handhabung und ihrer Robustheit, den geringen Anschaf- fungskosten und ihrer hohen Leistungsdichte – also vergleichsweise großen Kräften bei kleinem Bauraum und geringem Gewicht. Halte- vorgänge kommen ohne weiteren Druckluftverbrauch aus und sind damit äußerst energieeffizient. Für den direkten Kontakt zwischen Mensch und Maschine bietet die Pneumatik einen weiteren, entscheidenden Vorteil: ihre system- eigene Nachgiebigkeit. Wird ein Aktor mit komprimierter Luft be- füllt, lässt sich die erzeugte Bewegung in Geschwindigkeit, Kraft und Steifigkeit exakt einstellen. Im Falle einer Kollision gibt das System nach und stellt damit keine Gefahr für den Werker dar. Um nun ganze Systeme in ihrer Dynamik beliebig einstellen zu können, muss die eingesetzte Ventiltechnik die Luftflüsse und Drücke äußerst präzise regeln können und dabei die komplexen Verschaltungen von vielen Kanälen gleichzeitig gewährleisten. Digitalisierung der Pneumatik Was sich bislang nur aufwendig realisieren ließ, macht nun eine Weltneuheit von Festo problemlos möglich: Das Festo Motion Terminal ist die erste pneumatische Automatisierungsplattform, die mit ihrer Softwaresteuerung per Apps die Funktionalitäten von über 50 Einzelkomponenten in sich vereint. Die Digitalisierung eröffnet der Pneumatik nun völlig neue Anwendungsgebiete, die bisher der elektrischen Automatisierung vorbehalten waren. 01: Kollaborativer Arbeitsraum: gleich- zeitige, gemeinsame Bearbeitung eines Werkstücks von Mensch und Roboter 02: Sicherer Umgang: die Kombination von BionicMotionRobot mit dem hoch elastischen TentacleGripper 03: Denkbares Szenario: im Einsatz mit einem Vakuumsaugnapf für flache und glatte Objekte 04: Enormes Kraftpotenzial: das heraus- ragende Verhältnis von Eigengewicht und Traglast © Fraunhofer IAO, Studie Leichtbauroboter in der manuellen Montage 02 03 04 2 Festo AG & Co. KG 3 BionicMotionRobot: pneumatischer Leichtbauroboter mit natürlichen Bewegungsformen