BioRob: Ein fast menschlicher Roboter-Arm
Ein Industrieroboter, der mit dem Werker Seite an Seite arbeitet, den man neben sich auf den Tisch stellen und immer wieder neu programmieren kann. Die BioRob GmbH, eine Ausgründung aus der TU Darmstadt, will damit bei der Automatisierung im untersten Traglasten-Bereich Standards setzen. Ihre leichte Konstruktion ist dem menschlichen Arm nachempfunden und kommt ohne zusätzliche Sicherheitstechnik aus.
BioRob: Der Roboter-Arm nach menschlichem Vorbild kann bis zu 0,5 Kilogramm schwere Gegenstände halten.
Foto: Archiv
Jan Röhlinger hält den Roboterarm fast zärtlich am Greifer und führt ihn von Punkt A zu Punkt B. Ein Mausklick noch – schon hat der Apparat die Fahrbahn gespeichert. „Innerhalb von fünf bis zehn Minuten kann auch ein Anwender, der sonst noch nie einen Roboter programmiert hat, ein solches System einrichten und starten“, versichert der Geschäftsführer der BioRob GmbH.
Der Blechkollege ist kooperativ: Er reicht Teile oder hält sie fest, während der Mensch schweißt oder montiert. Keine Zäune und Lichtschranken trennen die beiden. Es gibt nicht einmal Kameras und Sensoren, die den Roboter anhalten oder dem Menschen ausweichen lassen. „Unser Sicherheitskonzept ist zunächst einmal rein passiv“, sagt Röhlinger. Die Alu-Konstruktion des „Oberarms“ wiegt weniger als 1 kg: So kann sie selbst bei hoher Geschwindigkeit keine schlimmen Verletzungen verursachen. Federn zwischen dem Greifer und dem Motor wirken im Falle einer Kollision als Puffer.
Motor ersetzt Muskel
Dem leichten und nachgiebigen Roboterarm dient der menschliche Muskel-Sehnen-Apparat als Vorbild. „Ein Motor anstelle des Muskels ist durch Sehnen – einen Strecker und einen Beuger – mit dem Gelenk verbunden“, so Röhlinger. „Je nachdem, ob man den Arm nach rechts oder links bewegen will, zieht der Motor über einen Seilzug das Gelenk in die eine oder andere Richtung.“ Der Motor ist nicht mehr im Gelenk wie bei klassischen Industrierobotern, sondern in die „Schulter“ versetzt. Der Vorteil: Die bewegte Masse ist sehr gering. „Wir benutzen bewährte Technik, etwa Elektromotoren, Seile, Federn und Kugellager. Wir ordnen sie nur neu an und haben somit ein System mit innovativen Eigenschaften“, betont der Firmengründer.
Schon 1997 hatte der Biologie-Professor Bernhard Möhl aus dem Saarland die Idee, einen Roboter nach menschlichem Vorbild zu gestalten. Mit dem Prototyp tingelte er mehrere Jahre durch die Bundesrepublik: vergeblich. Seine Zeit war noch nicht gekommen, vermutet Röhlinger: „Aber jetzt ist das Thema Assistenzrobotik plötzlich bei allen auf der Agenda.“
Oskar von Stryk, Leiter des Fachgebiets Simulation, Systemoptimierung und Robotik an der TU Darmstadt, entwickelte die Regelungssoftware für den Prototyp seines saarländischen Kollegen. Und der gründungswillige Wirtschaftsingenieur Röhlinger suchte ein Team, dem er sich anschließen konnte. Die Gründungsberatung UniTechSpin der TU Darmstadt hat ihn an die BioRob-Entwickler vermittelt. 2010 gründete das Trio die BioRob GmbH aus. Im darauf folgenden Jahr wurde das junge Unternehmen als „Ort im Land der Ideen“ ausgezeichnet.
Produziert wird die Hardware der intelligenten Maschine bei Tetra, der Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbH in Ilmenau. Die Darmstädter haben sich ihrerseits auf die Regelung und Ausstattung mit Zubehör spezialisiert. Die ersten Kleinserien gingen an Forschungseinrichtungen und Universitäten. Seit Anfang des Jahres werden nun Industriekunden beliefert.
Nur für Leichtgewichte: Bei einem halben Kilo ist Schluss
Meist werde BioRob die klassischen Tätigkeiten eines Industrieroboters verrichten, vermutet Röhlinger, nämlich Maschinen bestücken oder Teile in Kisten einsortieren. Nur dass er im Bereich der niedrigsten Traglasten arbeitet: bis 0,5 kg. Größere Gewichte würden sein passives Sicherheitskonzept zunichtemachen.
Allerlei kuriose Anwendungen sind dennoch denkbar. Auf Messen spielten die Besucher gern mit dem Modell herum, erzählt der Jungunternehmer: „Man sieht sofort, wie sie im Kopf ihre eigenen Unternehmensprozesse durchgehen und gucken, was man damit automatisieren kann.“ Einem Ausstatter von Großküchen sei dabei eingefallen, den Roboter in Kantinen einzusetzen: mehrere hundert Mal pro Mahlzeit Teller von einem Stapel nehmen und sie auf das Förderband legen. Ein Buchsbäume-Produzent wollte ihn für das Formschneiden des Grüns benutzen.
Mittelständische Unternehmen als potentielle Kunden im Visier
Viel Marktpotenzial gebe es beim Mittelstand: „Viele KMU schrecken vor dem Einsatz von Industrierobotern zurück, weil es relativ aufwendig ist, ein solches System zu montieren und zu programmieren. Mit dem BioRob ist es deutlich einfacher.“ Ohne Absperrungen spart der Betrieb Platz und kann die Technik dort einsetzen, wo gerade Bedarf ist. Derzeit prüft das Institut für Arbeitsschutz IFA, ob er ohne zusätzliche Sicherheitstechnik verwendet werden darf.
Für den Anfang haben die Gründer 30 000 € eigenes Geld investiert und ein Exist-Stipendium in Anspruch genommen. Die Kunden aus der Forschung brachten erste Umsätze, doch für die Markteinführung in der Industrie brauchte es mehr Kapital sowie Kontakte und externes Know-how. Das sicherte sich BioRob Anfang des Jahres in der ersten Finanzierungsrunde mit dem Hightech-Gründerfonds (HTGF) und dem Business Angel Giesbert Schulze.
„Mit diesen 450 000 € werden wir vorerst auskommen“, glaubt Röhlinger: „Wenn es nach Plan läuft, wird der finanzielle Bedarf ziemlich gering sein. Das hängt aber von der Konjunktur ab.“ Automatisierung ist ein boomender Wirtschaftszweig. 2011 war mit 37 % Zuwachs ein Rekordjahr – auf dem deutschen Markt wie auch im Export. Auch 2012 läuft gut an für die Branche.
„Für die Internationalisierung benötigen wir möglicherweise weitere Mittel sowie Partner, die schon Marktzugänge im Ausland haben“, so der Darmstädter Chef von vier Angestellten und einigen studentischen Hilfskräften. Er schwärmt von den Momenten, wenn die ersten Systeme beim Kunden laufen: „Solche Erfahrungen macht man fast nur als Gründer, weil man nicht nur ein kleines Schräubchen entwickelt hat, sondern ein Gesamtprodukt.“ Völlig ausgereizt ist aber auch das noch nicht: Aktuell arbeitet BioRob gemeinsam mit dem Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik an einem Roboter, der strenge Hygiene-Anforderungen erfüllt.
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