Das Themengebiet "kollaborierende Roboter" bedarf einer genaueren Untersuchung und Forschung, da der physische Kontakt mit einem Roboter keineswegs abwegig ist. Die Arbeit beschäftigt sich folglich mit Aspekten der Arbeitssicherheit in der Zusammenarbeit mit dem Menschen und der zusammenhängenden Veränderung der Arbeitswelt. Zusätzlich wird das Einsatzfeld der Montage von kollaborierenden Robotern betrachtet und ferner auf ethische Aspekte eingegangen. Die vorbezeichneten Aspekte und die Untersuchung beziehen sich auf Prozesse in der Montage.
Die Ausarbeitung wird mit der Erläuterung von theoretischen Hintergründen initiiert, beginnend mit dem Begriff "kollaborierend" im Zusammenhang mit Robotern. Anschließend muss der Begriff "Ethik" näher erläutert werden. Ferner findet eine theoretische Ausarbeitung des Themas statt, um den technischen Aufbau und die Besonderheiten der kollaborierende Roboter zu erschließen. Zudem wird das Einsatzgebiet der Montage analysiert, um eine mögliche Veränderung der Arbeitswelt in Bezugnahme auf kollaborierende Roboter zu detaillieren. Ethische Anhaltspunkte werden innerhalb der Veränderung der Arbeitswelt zusätzlich betrachtet.
Inhaltsverzeichnis
1. EINLEITUNG
1.1. RELEVANZ UND PROBLEMSTELLUNG
1.2. ZIEL UND AUFBAU DER ARBEIT
2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN
2.1. KOLLABORIERENDE ROBOTER
2.2. ETHIK
3. TECHNISCHER AUFBAU & MERKMALE DES KOLLABORIERENDEN ROBOTERS
3.1. STAND DER TECHNIK
3.2. ARBEITSSICHERHEIT
3.3. BESONDERHEITEN VON KOLLABORIERENDEN ROBOTERN
4. KOLLABORIERENDE ROBOTER IN DER MONTAGE
4.1. EINSATZFELD MONTAGE
4.2. VERÄNDERUNG DER ARBEITSWELT
5. FAZIT
6. QUELLENVERZEICHNIS
6.1. LITERATURVERZEICHNIS
6.2. VERZEICHNIS DER INTERNETQUELLEN
Zielsetzung & Themen
Diese Arbeit untersucht die Rolle kollaborierender Roboter (Cobots) in der industriellen Montage, wobei insbesondere die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) und deren Einfluss auf die Arbeitssicherheit, die Arbeitsorganisation sowie ethische Rahmenbedingungen analysiert werden.
- Technische Merkmale und Sicherheitsanforderungen kollaborierender Roboter
- Einsatzmöglichkeiten und Wirtschaftlichkeit von Cobots in der Montage
- Veränderung der Arbeitswelt und Auswirkungen auf die menschliche Tätigkeit
- Ethische Aspekte und Anforderungen an die Mensch-Maschine-Interaktion
- Bewertung der Akzeptanz und zukünftiger Potenziale in Produktionsumgebungen
Auszug aus dem Buch
3.1. Stand der Technik
Im Kapitel 2.1 wurde bereits erwähnt, dass es sich bei kollaborierenden Robotern um Leichtbauroboter ohne trennende Schutzeinrichtung handelt. Um das Gewicht möglichst gering zu halten, werden Cobots meist aus Aluminium gefertigt. Die direkte Zusammenarbeit kann lediglich durch nichttrennende Schutzeinrichtungen wie bspw. Schaltmatten oder Lichtschranken beschränkt werden. Durch die DIN ISO/TS 15066 wurden technische Spezifikationen an die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) festgelegt. So ist die Geschwindigkeit eines solchen Roboters, in der Zusammenarbeit mit dem Menschen, nicht wesentlich schneller als ein menschlicher Bewegungsablauf, um die maximal wirkende Kraft durch Begrenzung von Drehmomenten zu verringern. Das Drehmoment wird in seiner Kraft geringgehalten, da es sonst für den Roboter schwieriger wird zwischen kollisions- und arbeitsbedingten Drehmomenten zu unterscheiden. Zusätzlich sollte die zu tragende Masse eingegrenzt werden, da die Gefährdung gegenüber des Menschen stetig steigt, umso größer die zu bewegende Traglast ist. Systemkomponenten, die in Kontakt mit den Menschen kommen können, werden abgerundet und gepolstert angefertigt. Zudem sind spitze Oberflächen zu vermeiden.
Ein Cobot besteht aus einem Einzel- oder Doppelarm mit mehreren Achsen, in denen sich Gelenkmomentsensoren. Dabei wird bspw. eine Last mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, wobei der Roboter durch seine intelligente Steuerungstechnik erkennt wie viel Drehmoment benötigt wird, um eine bestimmte, programmierte Bewegung auszuführen. Zusätzlich dienen die Sensoren zur Erkennung von Kräften, um einer Kollision entgegenzuwirken. Die Geschwindigkeit des Roboters und die kinetische Energie wird somit reduziert. Durch sogenanntes „Teachen“ wird der Cobot programmiert. Dieser wird durch bestimmte Pfade geführt oder an eine gewünschte Position gebracht, um diese Ausführung schließlich zu speichern und autonom durchzuführen. Die Bedienung findet dabei bspw. über ein Tablet mit integrierter Software statt. Cobots bilden damit eine enge Schnittstelle zu ihrer modernen Softwaretechnologie.
Zusammenfassung der Kapitel
1. EINLEITUNG: Die Einleitung beleuchtet die Relevanz von kollaborierenden Robotern im Zuge von Industrie 4.0 und definiert das Ziel, die Auswirkungen dieser Technologie auf Montageprozesse und Arbeitssicherheit zu untersuchen.
2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN: Dieses Kapitel erläutert die Begriffe kollaborierende Roboter sowie Ethik und legt die theoretische Basis für die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine.
3. TECHNISCHER AUFBAU & MERKMALE DES KOLLABORIERENDEN ROBOTERS: Hier werden der technische Aufbau, die Sicherheitsnormen wie die DIN ISO/TS 15066 sowie die spezifischen Eigenschaften von Leichtbaurobotern detailliert beschrieben.
4. KOLLABORIERENDE ROBOTER IN DER MONTAGE: Dieses Kapitel analysiert konkrete Einsatzfelder in der Montage und diskutiert die soziotechnischen Veränderungen der Arbeitswelt durch den Einzug von Cobots.
5. FAZIT: Das Fazit fasst die Vorteile der Cobots für ergonomische Arbeitsprozesse zusammen und betont die Notwendigkeit menschlicher Intelligenz bei der Steuerung dieser Systeme.
6. QUELLENVERZEICHNIS: Dieses Kapitel listet sämtliche verwendete Literatur sowie Internetquellen auf, die zur Erarbeitung der Arbeit herangezogen wurden.
Schlüsselwörter
Kollaborierende Roboter, Cobots, Industrie 4.0, Mensch-Roboter-Kollaboration, Montage, Arbeitssicherheit, Leichtbauroboter, Ethik, Automatisierung, Montageprinzipien, Mensch-Maschine-Interaktion, Fertigung, DIN ISO/TS 15066, Soziotechnische Systeme, Robotersteuerung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit dem Einsatz kollaborierender Roboter, sogenannten Cobots, in der industriellen Montage und deren Bedeutung im Kontext von Industrie 4.0.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zu den zentralen Themen zählen die technischen Grundlagen der Robotik, Aspekte der Arbeitssicherheit, ethische Fragen sowie die soziotechnische Veränderung der Arbeitswelt durch die Mensch-Roboter-Kooperation.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Erforschung der Rolle kollaborierender Roboter als industrielle Montagehelfer, insbesondere im Hinblick auf Sicherheit, Arbeitsorganisation und die Interaktion mit menschlichen Bedienern.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es wird eine theoretische Aufarbeitung und Analyse aktueller Literatur, Normen und technischer Spezifikationen durchgeführt, um den Stand der Technik und die Auswirkungen auf die Arbeitswelt zu bewerten.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt den technischen Aufbau von Cobots, Sicherheitsvorkehrungen bei der Kollaboration, Anwendungsmöglichkeiten in der Montage sowie die ethischen und soziokulturellen Auswirkungen der Mensch-Roboter-Zusammenarbeit.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Kollaborierende Roboter, Cobots, Montage, Arbeitssicherheit, Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) und Ethik.
Wie unterscheidet sich ein Cobot von einem herkömmlichen Industrieroboter?
Im Gegensatz zu klassischen Industrierobotern sind Cobots als Leichtbauroboter konzipiert, die in unmittelbarer physischer Nähe zum Menschen ohne trennende Schutzeinrichtungen arbeiten können.
Warum spielt die Ethik beim Einsatz dieser Roboter eine Rolle?
Die Ethik ist zentral, da die Zusammenarbeit mit autonomen Maschinen Fragen zur Verantwortungsdiffusion, zur Selbstbestimmung des Menschen und zur moralischen Gestaltung der Mensch-Maschine-Interaktion aufwirft.
- Arbeit zitieren
- Julia Wilckens (Autor:in), 2021, Kollaborierende Roboter. Arbeitssicherheit, Einsatzmöglichkeiten, ethische Aspekte und Veränderungen der Arbeitswelt, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1151440
