Aufbau des Demonstrators
Um die Anwendung der MRK in der Montage und damit verbunden die Aufteilung der Arbeitsinhalte zu untersuchen, wurde am Fraunhofer IGCV ein MRK-Anwendungsfall implementiert. Dafür wählten die Mitarbeiter die Montage eines Demo-Getriebes aus. Als Roboter für den Aufbau des Demonstrators steht derzeit ein LBR 4+ von Kuka und als Greifer ein Zweibacken-Parallelgreifer von Sommer zur Verfügung, wobei die Backen an die Anforderungen des Getriebes angepasst wurden. Da der Greifer scharfe Kanten aufweist und eine Quetschung des Menschen beim Eingriff nicht ausgeschlossen ist, war eine weitere Anpassung nötig, um den Sicherheitsanforderungen in einer MRK-Applikation zu genügen und den Demonstrator im Forschungsumfeld einsetzbar zu machen. Dafür ummantelten die Mitarbeiter den Greifer mit einem Schaumstoffzylinder, der einerseits als Eingriffsschutz dient und andererseits eine Kollision mit dem Menschen abdämpft. Hierbei handelt es sich derzeit um eine Übergangslösung, bis sich ein neuer, sicherer Greifer beschaffen lässt. Zur Montage des Getriebes wird zunächst das Gehäuseunterteil definiert platziert, woraufhin das Einsetzen der Wellen erfolgt. Anschließend wird das Gehäuseoberteil aufgesetzt und verschraubt. Die Mitarbeiter umwickeln und kartonieren hierauf das fertig montierte Getriebe. Zur Aufteilung der Arbeitsinhalte erfolgte zunächst die Untersuchung des Produkts und des Prozesses auf Automatisierbarkeit hin. Daraus ergeben sich als vom Roboter durchführbare Aufgaben das Platzieren des Gehäuseunterteils, das Einsetzen der Zahnräder, das Aufsetzen und das Verschrauben des Gehäusedeckels. Das Verpacken ist aufgrund der formlabilen Folie nicht für die Automatisierung geeignet. Daher übernimmt der Mensch diese Aufgabe. Der Roboter wäre zwar in der Lage, alle Aufgaben außer das Verpacken zu übernehmen. Eine zeitliche Abschätzung der Tätigkeiten von Mensch und Roboter zeigt aber, dass die Durchführungszeiten des Roboters deutlich länger sind als die des Menschen, wenn er alle Aufgaben außer dem Verpacken und der Montage von Temperatursensor und Dichtung übernimmt. Um die Gesamtbearbeitungsdauer zu verringern, erhielt der Mensch zusätzlich die Aufgabe des Verschraubens des Getriebes. Hierfür wurden dort ein mit Kabeln versehener Temperatursensor und eine formlabile Dichtung ergänzt. Die Montage des Getriebes bis auf das Verschrauben erfolgt am gleichen Ort. Hier bringt der Mensch auch den Sensor, den O-Ring und die Dichtung ein. Beim Einlegen des O-Rings und des Sensors in das Getriebe greift er somit in den Arbeitsbereich des Roboters. Das Verschrauben des Getriebes erfolgt an einer weiteren Station direkt neben dem Arbeitsbereich des Roboters. Um Kollisionen zwischen Mensch und Roboter beim Eingriff in dessen Arbeitsbereich zu vermeiden, planen die Mitarbeiter des Projekts im Weiteren eine kamerabasierte Kollisionsvermeidung mithilfe eines LeapMotion Controllers zu realisieren. Dabei detektiert die LeapMotion die Hände im Arbeitsraum des Roboters und bestimmt ihre Position. Befinden sich die Hände in der Nähe des Endeffektors des Roboters, pausiert er das Programm, wartet bis sich die Hände aus dem Bereich entfernt haben und führt anschließend das Programm weiter aus.
