Das Projekt PerspektiveArbeit Lausitz (PAL) ist ein Kompetenzzentrum für die Arbeit der Zukunft in Sachsen und Brandenburg. Ziel ist es, innovative Technologien und datenbasierte Assistenzsysteme so zu gestalten, dass sie menschengerecht, wirtschaftlich und praxisnah in Unternehmen eingesetzt werden können. Im Fokus stehen insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die vor Herausforderungen wie Fachkräftemangel, steigenden Qualitätsanforderungen und wachsender Komplexität in der Produktion stehen.

Ein zentraler Ansatz von PAL ist die enge Verzahnung von Forschung und Praxis. Gemeinsam mit Unternehmen werden Lösungen entwickelt, erprobt und anschließend über Demonstrationszentren, Workshops und Leitfäden für andere Unternehmen zugänglich gemacht.

Schwerpunktprojekt 3: Systeme zur intuitiven Nutzung von Robotern in der Fertigung

Ein wichtiger Baustein von PAL ist das Schwerpunktprojekt 3, das sich Fragestellungen zur einfachen und intuitiven Nutzung von  Robotertechnologien in der Fertigung beschäftigt.

Ausgangssituation und Zielstellung

Viele Unternehmen, insbesondere im Mittelstand, stehen vor der Herausforderung, dass Automatisierung oft als komplex, teuer und schwer umsetzbar wahrgenommen wird. Gleichzeitig führen manuelle Tätigkeiten wie Schweißen oder Entgraten häufig zu hoher Belastung und schwankender Qualität.

Das Schwerpunktprojekt 3 setzt genau hier an und verfolgt das Ziel,

• intuitive Bedienkonzepte für Roboter zu entwickeln,
• Einstiegshürden zu senken und
• menschzentrierte Automatisierungslösungen für die Fertigung zu schaffen.

Lösungsansatz: Intuitive Robotik

Im Projekt werden insbesondere kollaborierende Roboter (Cobots) eingesetzt, die sich durch ihre einfache Bedienbarkeit und Flexibilität auszeichnen. Statt komplexer Programmierung steht das „Learning by Doing“ im Vordergrund: Produktionsmitarbeitende können Roboter direkt durch Teach‑Verfahren einlernen und Programme anpassen (s. Abb. 1).

Die Untersuchung erfolgt anhand realer Fertigungsprozesse – insbesondere

• automatisiertes Schweißen von Kleinserien und
• robotergestütztes Entgraten.

Ergebnisse und Erkenntnisse

Die im Projekt gewonnenen Ergebnisse zeigen deutlich, dass intuitive Robotik einen hohen Nutzen für Unternehmen bietet:

Produktivität und Qualität

• Reduzierung der Prozesszeiten bei gleichzeitig stabiler Ausbringung
• Reproduzierbare und gleichbleibende Qualität, insbesondere durch automatisierte Bewegungsabläufe
• Verbesserte Prozesssicherheit bei repetitiven Aufgaben

Neue Möglichkeiten

• Automatisierung wird auch bei kleinen Stückzahlen wirtschaftlich sinnvoll
• Flexible Anpassung an wechselnde Bauteile

Arbeitswissenschaftliche Perspektive

Ein zentrales Ergebnis ist die Veränderung der Arbeitstätigkeiten:

• Neue Rollen entstehen, z. B. Einrichter und Bediener (s. Abb. 2)
• Tätigkeiten verlagern sich von körperlicher Arbeit hin zu steuernden und überwachenden Aufgaben
• Die körperliche und monotone Belastung sinkt, während kognitive Anforderungen steigen

Dabei zeigt sich klar:
Roboter ersetzen den Menschen nicht, sondern unterstützen ihn gezielt.

Transfer in die Praxis

Die Ergebnisse des Praxisprojekts werden aktiv in die Breite getragen, z. B. durch:

• Living Labs als Demonstrationszentren
• praxisorientierte Leitfäden
• Workshops und Veranstaltungen direkt bei Unternehmen

Diese Formate ermöglichen es Unternehmen, Technologien niedrigschwellig kennenzulernen, Vorbehalte abzubauen und fundierte Entscheidungen für eigene Transformationsprozesse zu treffen.

Vorgehen zur Überführung manueller Schweißprozesse

Zusammen mit dem Projektpartner Caleg Schrank- und Gehäusebau GmbH wurde ein Demonstratorbauteil aus DC01 (2 mm Blechdicke) entwickelt und gefertigt (s. Abb. 3a). Dieses Bauteil enthält sowohl gerade als auch gewölbte Konturen und die Abmessungen betragen 467 x 458 x 199 mm. 

Es  wurde eine Vorgehensweise zur Automatisierung dieser Schweißbaugruppe erarbeitet (s. Abb. 4). Zunächst wird die Ist-Situation am Bauteil analysiert und Toleranzen aufgenommen. Danach wird das Bauteil auf eine automationsgerechte Konstruktion überprüft und eine geeignete Einspannvorrichtung gefertigt (s. Abb. 3b und 3c). Die Einspannvorrichtung basiert auf dem Prinzip der „festen Ecke“ und setzt sich aus verschiedenen Spann- und Anschlagelementen zusammen. In Vorversuchen werden die optimalen Schweißparameter erarbeitet. Zum Schluss werden die Bauteile automatisiert geschweißt, die Schweißnähte mittels zerstörungsfreier und zerstörender Prüfverfahren ausgewertet sowie eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durchfegührt.