Wir sind die Coboter

Wenn sich Yumi an die Arbeit macht, hat das nichts Roboterhaftes an sich, nichts von diesen abgehackten Moves, mit denen ein Tänzer seinem Publikum zeigt, dass er jetzt einen Androiden spielt. Yumi bewegt seine Arme eleganter und geschmeidiger als sein menschliches Gegenüber, dem er in der Fabrik von ABB Elektro-Praga in Jablonec nad Nisou* zur Hand geht. Er kann den Mann zwar nicht aus großen Kulleraugen anschauen wie seine amerikanischen Artgenossen Baxter und Sawyer; dazu fehlt ihm das Display, das bei denen wie ein vierkantiger Kopf auf dem Rumpf thront.

Dieses Manko macht der zweiarmige Leichtbauroboter durch seine zirkusreife Geschicklichkeit wett; die fummeligsten Handgriffe gelingen ihm spielend. Seine 14 Drehgelenke erlauben dem mechatronischen Mitarbeiter Verrenkungen, nach denen jeder Mensch zwölf Sitzungen Physiotherapie bräuchte.

Als Yumi im Frühling 2015 sein Debut auf der Industriemesse in Hannover gab, war weniger seine Beweglichkeit die Sensation als die Tatsache, dass man ihn nicht in einen Käfig sperren musste. Er war einer der ersten „collaborative robots“, kurz Cobots, ist also – im Gegensatz zu einem herkömmlichen Industrieroboter – für die gefahrlose Zusammenarbeit mit Menschen in unmittelbarer Nähe konstruiert.

Daher kommt auch sein Name: Die Silben Yu und Mi stehen für „You & Me“. Doch das heißt nicht, dass der vom Schweizer ABB-Konzern entwickelte Apparat eine eigene Persönlichkeit hätte und mit uns reden könnte. Stehen wir auf, rührt er sich keinen Mikrometer von der Stelle, denn der beinlose Geselle ist an seinem Arbeitsplatz festgeschraubt. Cobots haben keine Ähnlichkeit mit Humanoiden wie C-3PO aus Star Wars oder der drollige japanische Grüßaugust Pepper. Sie bestehen im Wesentlichen aus elektrischen Armen und dem nötigen technischen Beiwerk wie Sensoren und Kameraaugen.

Katze

Der Einsatz von Cobots erfodert kaum noch großen Programmieraufwand

Seite an Seite, Hand in Hand mit solchen Kleinrobotern manuelle Tätigkeiten zu verrichten oder sie zu steuern, ist keine Science-Fiction mehr. Noch sind die ausgelieferten Stückzahlen überschaubar. Allerdings sind diese Maschinen so ausgereift, dass es nur noch eine Frage der Zeit ist, bis sie in der Arbeitswelt so alltäglich werden wie heute Saugroboter oder autonome Rasenmäher im Privathaushalt.

Alle namhaften Robotik-Hersteller und etliche Newcomer haben inzwischen Cobots im Programm, die mit einem oder zwei Armen Handgriffe ausführen können, die für Menschen schwierig oder strapaziös sind. Einsteigermodelle sind bereits für Handwerksbetriebe erschwinglich, und ihr Einsatz erfordert auch keinen großen Programmieraufwand mehr – ein guter Zeitpunkt, sich anzuschauen, wie sich die Arbeit in den Betrieben verändert, wenn der Roboter buchstäblich mit anpackt. Mit dem Bild vom künstlichen Kollegen, das in der Öffentlichkeit kursiert, hat das wenig zu tun.

Das grundlegende Missverständnis könnte von der Bezeichnung herrühren, die sich für die neue Generation von Robotern eingebürgert hat. „Collaborative Robot“ klingt, als sei so ein Handhabungsroboter als Teammitglied konstruiert, das ständig mit Menschen interagiert.

Gemeint ist aber nur die technische Eignung für die „Mensch-Roboter-Kollaboration“ (kurz: MRK). Diese ist erfüllt, wenn die Maschine einen unachtsamen Menschen nicht verletzt, indem sie etwa dessen Finger für das Werkstück hält. Registrieren die Sensoren, dass jemand in den Aktionsradius eindringt, drosseln sie das Tempo. Kommt jemand den Aktoren eines Cobots gefährlich nahe, stellt dieser die Arbeit sofort komplett ein. Er lässt sich auch jederzeit mit bloßen Händen stoppen, sei es durch Anfassen des Arms oder berührungslos durch Annäherung an seine kunstlederne „Sensorhaut“.

Als Assistenten von Menschen werkeln Leichtbauroboter eher gemächlich

Dieser technische Fortschritt macht den Einsatz von Robotern in Umgebungen möglich, in denen die Berufsgenossenschaft dies früher nicht hätte durchgehen lassen – im Prinzip überall, wo Menschen leben und arbeiten: in der Werkstatt, im Lager, im Einzelhandel, an der heißen Herdplatte. Wann Mensch und Maschine wie bei ABB in Gablonz arbeitsteilig zusammenarbeiten und wann eher nebeneinander her, hängt allein von der aktuellen Aufgabe ab.

Als Assistenten von Menschen werkeln Leichtbauroboter (LBR) eher gemächlich, um notfalls schnell stoppen zu können. Lässt man sie in Ruhe, arbeiten sie schneller und damit effizienter. Sie sind zudem klein und flexibel genug, um sie je nach Bedarf an wechselnden Arbeitsplätzen einzusetzen.

Selbst für Vorzeigekunden der Hersteller steht das Thema MRK noch nicht im Vordergrund. So hat die Heilbronner Audiotechnik-Manufaktur Beyerdynamic mithilfe des dänischen Cobot-Pioniers Universal Robots zunächst einen manuellen Arbeitsschritt in der Kopfhörerproduktion automatisiert, bei dem es allein darum ging, die Fertigungstoleranz zu minimieren und den Output zu steigern. Prozess- und Qualitätsmanager Jörg Lang schwärmt von der intuitiven Bedienung: „Ich brauche keine Koordinaten einzugeben, sondern nehme den Roboter an die Hand und führe ihn an die Stelle, wo er hinsoll.“ Die meisten Cobots haben einen Lernmodus, in dem sich ihre robusten Arme so leicht in Position bringen lassen wie eine Zahnarztleuchte. Im Arbeitsmodus braucht der Bot den Menschen nicht. Er ist dann eine Maschine wie jede andere.

Kellner

Die kompakten und transportablen (im Fachjargon: „ortsflexiblen“) LBR seien ideal für Arbeiten unter beengten Platzverhältnissen, erklärt Bosch-Produktmanager Wolfgang Pomrehn. Der Stuttgarter Konzern nennt seinen Cobot „Automatischer Produktionsassistent“ (APAS). Soll heißen: Der Mensch kann tun, was gerade ansteht, weil der APAS auf ihn reagiert und sich anpasst – nicht umgekehrt. „Wenn ich immer wieder an die Maschine ranmuss, für Stichproben und Werkzeugwechsel, kann ich einfach in den Prozess hineingehen“, sagt Robotik-Experte Pomrehn. „Ich störe den Roboter nicht, der Roboter stört mich nicht. Er hält an, und wenn ich den Bereich verlasse, arbeitet er weiter.“

Bosch hat die Akzeptanz der Coboter bei den Mitarbeitern erforscht

Bosch ist selbst der beste Kunde für den APAS; das System wurde ursprünglich für den Eigenbedarf konstruiert. So hantiert der Assistenzroboter beispielsweise im Werk Bamberg an einem Umschlagplatz mit Piezo-Elementen für Einspritzpumpen. Diese hochempfindlichen Kristallstäbchen dürfen nicht verkratzt werden – und da ist ein Bot mit einem feinfühligen, kraftgeregelten Greifer vorsichtiger als ein Mensch. Triebfeder für die Automatisierung war auch hier nicht die Personaleinsparung, sondern die Sicherung der Qualität. Zudem handelte es sich um einen undankbaren Job: eine stupide, repetitive Tätigkeit, bei der viel kaputtgehen kann.

„Der Roboter macht deine Arbeit ergonomischer. Er kann dir beim Tragen helfen.“

Albrecht Hoene, Direktor „Human Robot Collaboration“ in der F&E Kuka

Nun wäre Bosch nicht Bosch, wenn das Unternehmen nicht die Akzeptanz der Technik bei den Mitarbeitern erforscht hätte. „Das Bild war durchaus gemischt“, gibt Pomrehn zu, „die Sorge, die Roboter nehmen mir meinen Arbeitsplatz weg‘, gibt es. Aber es überwiegt die Tendenz, dass die Mitarbeiter das gut finden.“ Die Verantwortung für ein Hightech-Gerät übernehmen zu dürfen, an das der Chef früher nur Experten herangelassen hätte, wertet den Arbeitsplatz auf.

Albrecht Hoene, Direktor „Human Robot Collaboration“ in der F&E des deutsch-chinesischen Robotik-Marktführers Kuka in Augsburg, rät Anwendern, ihren Mitarbeitern die Bots nicht einfach vorzusetzen, sondern im Vorfeld zu erklären, wie der Arbeitsplatz optimiert werden soll: „Der Roboter macht deine Arbeit ergonomischer. Er kann dir beim Tragen helfen.“ Oder Lauferei abnehmen: Wenn etwa vom Robotereinsatz in der Pflege die Rede ist, sind autonome Cobots gemeint, die Botengänge übernehmen, also Medizin oder Utensilien holen.

Wenn „Fridolin“ und „Paulchen“ bei der Firmenfeier am Grill stehen

Dass man Roboterforschern keineswegs die Absicht unterstellen kann, Menschen arbeitslos zu machen, beweist das Projekt AQUIAS, an dem Bosch gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) arbeitet. Dabei helfen APAS-Roboter den Beschäftigten einer Behindertenwerkstatt, zwei Elemente einer Düse zusammenzufügen – eine ergonomisch fordernde Tätigkeit. „Die Mitarbeiter haben bisher täglich 3000 bis 10.000-mal die gleiche Handbewegung an der Einhebelpresse gemacht“, sagt IAO-Projektleiter David Kremer, „das geht auf Dauer auf die Ellenbogen und die Schultergelenke.“ Den Kraftaufwand leistet jetzt der Cobot.

Als Versuchslabor für jemanden, der MRK-Arbeitsplätze über elektrisch höhenverstellbare Tische hinaus individualisieren möchte, ist eine Inklusionswerkstatt ideal: Scheren Normen für Ergonomie und Sicherheit sonst alle Menschen über einen Kamm, gibt es dort kaum jemanden, der in die Norm fällt. Kremer kann sich vorstellen, dass die Flexibilität, die Leichtbauroboter von ihren großen, starren Ahnen in den Schutzkäfigen abhebt, die Fabrikarbeit in Zukunft abwechslungsreicher macht: „Mitarbeiter könnten zusammen mit dem Roboter eine Art Job Rotation durch verschiedene Abteilungen machen.“ Etwas Derartiges erprobt Bosch derzeit mit dem Automatisierungsspezialisten Festo unter dem Projektnamen „Wanderarbeiter“.

Bis robotische „Kollegen“, die mal hierbei und mal dabei helfen, auch in kleineren Betrieben zur Selbstverständlichkeit werden, dürfte es noch eine Weile dauern. Denn bei jedem Robotereinsatz hat die Berufsgenossenschaft Holz und Metall ein Wörtchen mitzureden. Auch wenn die Hersteller die grundsätzliche Sicherheit ihrer Cobots zertifizieren lassen, können sie dem Anwender, der dem Vielzweckroboter ja ganz unterschiedliche Werkzeuge an den Arm montieren kann, die Verantwortung nicht ganz abnehmen.

Polizist

In den Vorreiterbetrieben freunden sich die Mitarbeiter unterdessen mit ihren Cobots an und geben ihnen Namen. Als Jörg Lang feststellte, dass vor allem diejenigen Kollegen skeptisch waren, die am weitesten weg waren von den Roboter-Arbeitsplätzen, lud er alle zum Tag der offenen Tür in die Entwicklung. Bei den vorigen beiden Firmen-Sommerfesten standen UR-3 und UR-5 alias Fritzchen und Jonathan hinter der Cocktailbar oder am Grill. Gegen die Einstellung von Paulchen und Fridolin hatte niemand mehr etwas.

*Gablonz an der Neiße, Tschechische Republik

Bildnachweis: © Shutterstock

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