Roboterhand bewegt Zahnrad

Industrie-Roboter interaktiv steuern

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) haben eine neuartige Technologie entwickelt. Mit ihr funktioniert die Zusammenarbeit mit industriellen Großrobotern fast so intuitiv wie mit menschlichen Kollegen. Die Technologie befähigt Roboter, Gesten, Gesichter und Körperhaltungen zu erkennen. Auf diese Weise wird eine besonders sichere und effiziente Kooperation möglich. Auf der Hannover-Messe vom 1. bis 5. April 2019 stellt das Fraunhofer IWU die Entwicklung vor.

Wirft man einen Blick auf die Produktionshallen, so ist die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter gang und gäbe. Oder besser gesagt: das Nebeneinander arbeiten. Schwerlastroboter sind zwar mittlerweile ohne Schutzzaun neben ihren menschlichen Kollegen tätig, eine direkte Interaktion ist allerdings nicht möglich. Aus Sicherheitsgründen stoppt der Roboter bisher seine Bewegung, sobald der Mensch einen großräumigen Sicherheitsbereich um ihn herum betritt.

Sicher, effektiv und direkt zusammenarbeiten

Eine neuartige Technologie aus dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik steigert nun die Effizienz dieser Zusammanrbeit und damit der gesamten Fertigung. "Wir haben die bisher eingesetzte Technologie um eine effektive, sichere und flexible Interaktion ergänzt", sagt Dr.-Ing. Mohamad Bdiwi, Abteilungsleiter am Fraunhofer IWU. "Der Mensch kann so erstmalig direkt mit Schwerlastrobotern kommunizieren und kooperieren."

In der Produktion sieht diese Kooperation so aus: Betritt der Mensch den Arbeitsbereich rund um den Roboter, erkennt dieser dessen Gesten, Gesicht und Körperhaltung. Die Daten nutzt er zum einen, um die Zusammenarbeit sicher zu gestalten, zum anderen nutzt er die Daten zur Steuerung. So kann der Mensch seinem metallenen Kollegen beispielsweise über Hand- und Armgesten Arbeitsaufträge geben. Der Roboter analysiert dabei selbst komplexe Bewegungen.

Gestensteuerung im Industriebereich

"Unsere Technologie holt die Gestensteuerung in den Industriebereich. Denn bisher findet sie primär in Spielumgebungen Anwendung, etwa bei Konsolen", ergänzt Bdiwi. Neben den Händen des Menschen behält der Roboter auch dessen Gesicht "im Blick": Schaut der Mensch zur Seite oder nach hinten, weil er sich etwas mit einem dort stehenden Kollegen unterhält, weiß die Maschine, dass die Armbewegungen nicht ihr gelten.

Mensch und Roboter können direkt zusammenarbeiten und sich auch Werkstücke oder Werkzeuge überreichen. Ist die Hand des Werkers zu nah an seinem Gesicht, so dass eine Übergabe Gefahren bergen würde, erkennt der Roboter dies und wartet ab, bis der Werker oder die Werkerin ihm seine Hand weit genug entgegenstrecken. Herzstück dieser Mensch-Roboter-Interaktion sind intelligente Alghorithmen und 3D-Kameras, die dem Roboter als "Auge" dienen.

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