Projekte des CTC Netzwerkes

Die Projekte des Netzwerkes können in Umsetzungs- und Forschungsprojekte eingeteilt werden. Da die Realisierung kollaborierender Roboter im Schwerlastbereich einen besonderen Fokus der Netzwerkarbeit darstellt, möchten wir den Umsetzungsprojekten einen besonderen Stellenwert einräumen. Die erste realisierte MRK-Anlage steht bei der Geberit Lichtenstein GmbH.

Weitere Erläuterungen zur Umsetzung dieser Anlage, welche bereits von der zuständigen Berufsgenossenschaft BGHM abgenommen wurde, erhalten Sie hier:

Weitere Projekte:

  • Hybride Onlinebahn-Anpassung
  • Sichere Funksignalübertragung
  • Planung einer MRK-Umsetzung in einer Gießerei

Forschungsprojekt Bewegungsvarianz

Untersuchung der menschlichen Bewegungsvarianz bei Zusammenarbeit mit einem Roboter zur Absicherung von MRK-Prozessen in der Planungssimulation

Ziel des Projektes ist es, die Varianz des menschlichen Bewegungsverhaltens bereits während der Planung und Dimensionierung von MRK-Anlagen in der Planungssoftware ema zu berücksichtigen. So können die Prozesse nicht nur sicherer, sondern zugleich effizienter gestaltet werden, da der Roboter weniger oft in den Nothalt versetzt wird. Weiterhin soll auf Grundlage der Bewegungsvarianz des Menschen das Sicherheitskonzept für MRK-Anlagen abgeleitet werden.

Die Varianz des menschlichen Bewegungsverhaltens wird dabei einerseits in der Schwankung des Gelenkwinkelverlaufs (bspw. des Hüftwinkels, siehe Abbildung rechts) beschrieben. Andererseits spielt der eingenommene Laufweg des Menschen in der MRK eine große Rolle (Abbildung rechts). Durch die wahrscheinlichkeitshinterlegte Beschreibung des Raumes, welcher in MRK-Prozessen durch den Menschen bspw. beim Laufen eingenommen wird, kann eine alternative Roboterbahn mit gleichem Start- und Zielpunkt abgeleitet werden, welche eine geringere Kollisionswahrscheinlichkeit aufweist.

Um die Varianz des menschlichen Bewegungsverhaltens beschreiben zu können, ist es notwendig, das reale Bewegungsverhalten des Menschen mithilfe Probanden zu untersuchen.

Probanden gesucht!

Aufnahme und Simulation des Bewegungs-verhaltens durch Probandenuntersuchungen

Erleben auch Sie die Mensch-Roboter-Kollaboration mit einem Schwerlastroboter hautnah und werden Sie Proband für unser Forschungsprojekt!

• Gesucht werden männliche & weibliche Probanden von 18 bis 65 Jahre

• Durchführung im Versuchsfeld (E3-Forschungsfabrik) des Fraunhofer IWU

• Versuchszeitraum Januar – April 2018 (Montag bis Freitag)

• Aufwandsentschädigung in Höhe von 40 €

Varianz des Gelenkwinkelverlaufs des Hüftwinkels
Laufweg des Menschen und angepasste Roboterbahn

Am Projekt beteiligte Partnerunternehmen:

Projekt gefördert durch:


Realisierung einer MRK Anlage bei Geberit Lichtenstein GmbH

Im Fokus des MRK Einsatzes bei Geberit in Lichtenstein stand die Verbesserung der ergonomischen Situation für die Mitarbeiter. Im ursprünglich manuellen Prozess mussten die Mitarbeiter die lackierten Rahmen vom Hängegestell entnehmen, Montageaufgaben durchführen und den fertig montierten Rahmen abschließend in den bereitgestellten Ladungsträger einsortieren. Die spezielle Herausforderung der Mitarbeiter bestand darin, die schweren, montierten Rahmen in verdrehter Körperhaltung und ungünstiger Arbeitshöhe in den Ladungsträger einzusortieren.

Als MRK-Lösung wurde dieser Arbeitsschritt zwischen Mensch und Roboter aufgeteilt, wobei beide Teilnehmer im Arbeitsablauf ihre Stärken ausspielen können. Die Mitarbeiter entnehmen den Rahmen von der undefinierten Hängeposition und erledigen die Montageaufgaben mit Fingerspitzengefühl und situativem Verständnis. Der Roboter hingegen kann seine Kraft, Ausdauer und Präzision nutzen um die montierten Bauteile in die bereitgestellten Behälter zu stapeln. Damit werden Mensch und Roboter zu Kollegen.

An der Umsetzung beteiligte CTC Partnerunternehmen:

Die Platzverhältnisse in der Produktionshalle ließen keine herkömmliche Automatisierungslösung zu.

Durch paralleles Arbeiten von Mensch und Roboter konnte eine Taktzeiteinsparung von knapp 50% erreicht werden. Jeder konzentriert sich in diesem System auf seine Stärken - der Mensch übernimmt die Montagetätigkeiten mit Fingerspitzengefühl und der Roboter das präzise Handling schwerer Bauteile.

Schrittweise Realisierung zur Verringerung des Risiko

Um das Risiko für alle Beteiligten so gering wie möglich zu gestalten, wurde das Projekt schrittweise im Konsortium bearbeitet. Im Anschluss an den Nachweis der Machbarkeit im Rahmen der Feinanalyse wurde durch die Software ema eine Ablaufsimulation erstellt, welche als Grundlage für die Risikobeurteilung des Ingenieurbüros Hannweber diente. Der Anlagenbauer erhielt dadurch Vorgabewerte zur Realisierung der Anlage und konnte diese entsprechend der Unterlagen aufbauen. Anschließend wurde die Anlage in einer Testumgebung validieren. Damit konnten die Voraussetzungen für einen zügigen Aufbau und eine kurze Inbetriebnahmephase geschaffen werden. Im Ergebnis hat das Konsortium gemeinsam eine Realisierungszeit von nur sechs Monaten von der Idee bis zur aufgebauten Anlage realisiert.

Ergebnis Feinanalyse
Ergebnis des Planungsprojektes

Die körperliche Belastung der Mitarbeiter kann mittels Ergonomiebewertung qualifiziert werden. Nach EAWS-Bewertungsmethodik ergab sich eine Entlastung um 20 Punkte.

Geplantes weiteres Vorgehen zur Zertifizierung des dynamischen Sicherheitskonzeptes

Das gemeinsame Ziel der beteiligten Unternehmen ist es in dieser Anlage erstmals eine Zertifizierung in Industrieumgebung zu erreichen. In Rücksprache mit der Berufsgenossenschaft wurde vereinbart, dass alle Ereignisse über die nächsten Monate fälschungssicher mittels Blockchain-Technologie aufgenommen werden und bei Übereinstimmung der Daten anschließend mit dem Rückbau der Bodensensoren begonnen werden kann. Bereits jetzt werden die Vorteile der kamerabasierten Lösung deutlich, da die verwendeten Laserscanner zu unnötigen Anlagenstillständen führen.