Tür öffnen, Schmutz einfüllen, Reinigungsmittel einlegen und neu starten: Geschirrspülmaschinen müssen hunderte aufwendige Testzyklen durchlaufen, um ihren Dienst im Alltag zuverlässig zu leisten. Um das Personal während der Durchführung der Tests zu entlasten, wurde am Fraunhofer IPA im Auftrag von Bosch und Siemens Hausgeräte (BSH) ein neues mobiles Robotersystem entwickelt. Dank des Zusammenspiels von mobiler Basis, Manipulator und Sensorik übernimmt der Roboter die komplette Bedienung der Maschinen. Er arbeitet rund um die Uhr, ist sicher und einfach zu bedienen und trägt zudem zur Standardisierung der Testbedingungen bei.
Um die Haltbarkeit von Haushaltsgeräten und die Steuerung auf Fehler zu überprüfen, müssen die Hersteller Langzeittests durchführen. Geschirrspüler werden beispielsweise mit unterschiedlichen Reinigungsmitteln und Wasserhärten getestet. Jeweils einige hundert Testzyklen sind dafür notwendig, bei denen die Maschinen geöffnet, neuer Schmutz und neues Reinigungsmittel eingelegt und das Programm neu gestartet werden müssen. Bisher waren diese Tests sehr aufwendig, da die Maschinen der Reihen nach und manuell im Einschichtbetrieb bedient wurden.
Forscher des Fraunhofer IPA haben für BSH ein mobiles Robotersystem entwickelt, das die komplette Bedienung der Geschirrspüler im Rahmen der Qualitätssicherung übernimmt. Im automatisierten Dauerbetrieb trägt es somit zur Entlastung der Mitarbeiter sowie zur Standardisierung der Testbedingungen bei. »Das Robotersystem bedient zuverlässig eine große Anzahl Maschinen im Dauertest und ist einfach an neue Anforderungen anpassbar«, sagt Theo Jacobs, Projektleiter und wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Roboter- und Assistenzsysteme.
Intuitive Programmierung und sichere Bedienung
Ohne spezielle Qualifikationen können Mitarbeiter des Testlabors den Roboter intuitiv programmieren und sicher bedienen. »Um neue Bewegungen intuitiv vorzugeben, kann man den Manipulator einfach an die Hand nehmen«, so Jacobs. Alternativ erfolgt die Steuerung des Roboterarms oder der mobilen Plattform über entsprechende Tasten auf dem Bedienpanel. Mit einem Knopfdruck merkt sich der Roboter eine Greifposition, ein weiterer Klick auf der grafischen Oberfläche legt fest, dass der Greifer geöffnet, geschlossen oder ein Sensor abgefragt werden soll.
Die Ablaufskripte sind grafisch dargestellt, sodass auch ein Laie diese nach kurzem Einlernen aus den programmierten Bewegungen zusammenstellen kann. Über einen Leitrechner wird festgelegt, welche Maschinen zu bedienen und welche vom Test ausgenommen sind. Die vom Roboter protokollierten Testdaten, wie etwa die Anzahl der durchgeführten Zyklen, lassen sich von den Mitarbeitern an diesem jederzeit bequem abrufen.
Die Sicherheit des Anwenders ist jederzeit gewährleistet: Wenn der Bediener den Roboter an die Hand nimmt, muss er einen Zustimmschalter drücken. Der Roboter bleibt sofort stehen, sobald dieser losgelassen wird. Während des Einlernens von Bewegungen über das Bedienpanel überwachen Laserscanner an den Ecken der mobilen Basis den Bereich um den Roboter herum. Kommt eine Person dem Roboter zu nahe, werden alle Bewegungen gestoppt. Im Automatikbetrieb hingegen werden Mensch und Roboter durch einen Sicherheitszaun getrennt.
Das am Fraunhofer IPA entwickelte mobile Robotersystem lässt sich einfach an individuelle Anforderungen anpassen. Damit können Unternehmen unterschiedliche Prozesse automatisieren: Neben unterschiedlichen Aufgaben in der Qualitätssicherung lassen sich Roboter dieser Art auch für die Unterstützung bei der Logistik und Montage oder für Inspektionsaufgaben einsetzen.
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