In bester Position

Arbeitstische – In einem Forschungsvorhaben hat Minitec zusammen mit Partnern eine Lösung zur manuellen Montage von großen Bauteilen entwickelt: Der Montagetisch Ergotab ermöglicht eine optimale Arbeitshaltung und wirkt präventiv für die langfristige Erhaltung einer guten körperlichen Konstitution. von Stefan Graf, Fachjournalist, Darmstadt

21. August 2018

Die rasanten Entwicklungen, die die Industrie 4.0 sowie eine alternde Bevölkerung mit sich bringen, haben große Auswirkungen auf produzierende Unternehmen. Bedingt durch die Auswirkungen des demografischen Wandels steigt das Durchschnittsalter der Mitarbeiter stark an. Durch diese Entwicklung gewinnt die altersgerechte Arbeitsplatzgestaltung an Bedeutung, die auch den körperlichen Zustand von Mitarbeitern berücksichtigen muss.

»Mit 60+ mitten im Arbeitsleben – Assistierte Arbeitsplätze im demografischen Wandel« heißt ein Schwerpunkt des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Programms »IKT 2020 – Forschung für Innovationen«. Im Mittelpunkt des Programms stehen innovative Lösungen der Mensch-Technik-Interaktion (MTI) für die Arbeits- und Berufswelt.

In diesem Rahmen haben das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Großstrukturen in der Produktionstechnik (AGP) und Minitec das Projekt Ergotab im Team mit anderen Unternehmen erfolgreich beendet. Ziel des Projektes war die Entwicklung eines flexibel adaptierbaren Arbeitsplatzes für die manuelle Montage größerer Bauteile. Denn eine hohe Variantenvielfalt bei kleiner Losgröße schließt eine automatisierte Montage häufig aus.

Der manuelle Arbeitsplatz gilt in der Montagetechnik als eines der wesentlichen Produktionsmittel, hat er doch großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit und die Qualität der Fertigung. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die ergonomische Gestaltung dar, denn sie hat wesentlichen Einfluss auf Gesundheit, Leistung, Ausdauer, Konzentration und nicht zuletzt die Motivation der Mitarbeiter.

Grund genug für Unternehmen, mehr auf die Arbeitsplatzergonomie zu achten. Denn ihre Wettbewerbsfähigkeit steigt und fällt mit der Gesundheit und dem Leistungspotenzial ihrer Mitarbeiter. Dieser Logik trägt Minitec schon seit Jahren Rechnung und hat mit seinen ergonomisch optimierten Arbeitsplätzen ein entsprechend umfangreiches Angebot in seinem Portfolio.

Intelligenter Tisch

Gesamtziel des Projektes Ergotab war die Entwicklung eines neuartigen intelligenten Arbeitstisches für die Montage von Bauteilen mit den Abmessungen von circa 1.000 x 1.000 x 1.000 Millimetern. Diese werden noch auf Arbeitstischen montiert und zwingen den Mitarbeiter bei starren Arbeitstischen jedoch oft in ungünstige Körperhaltungen während der Montage. Dies zeigte eine Datenerhebung der Montageprozesse in kleineren und mittleren Unternehmen des Sondermaschinen- und Anlagenbaus. Die Daten aus den beobachteten Montageprozessen wurden digital abgebildet und mithilfe von Virtual Reality immer wieder validiert und angepasst: Veränderungen der Antriebe und Anpassungen der Aktionsbereiche wurden so schnell umgesetzt.

Bestens zu konfigurieren

Als Basis des Ergotabs dienten die Workstations von Minitec. Diese lassen sich individuell konfigurieren, denn sie basieren auf einem flexiblen Baukastensystem aus dem gleichen Hause. Auf Wunsch elektrisch oder pneumatisch höhenverstellbar lassen sich die Workstations leicht an unterschiedliche Nutzer und deren Bedürfnisse anpassen.

Damit ist die Möglichkeit gegeben, Arbeiten entweder in sitzender oder stehender Haltung auszuführen; dies beugt einseitigen Dauerbelastungen vor, was den Arbeiter vor körperlichen Beschwerden schützt. Es können entweder auf fest definierte Vorzugsgrößen zurückgegriffen oder aber die Maße selbst bestimmt werden. Anwender setzen mit ihnen schnell und unkompliziert Einzelarbeitsplätze, Teamarbeitsplätze sowie komplexe Montagelinien um. Das eigenentwickelte CAD-System iCAD Assembler unterstützt hierbei.

Ergotab kann sich automatisch sowohl an das zu bearbeitende Bauteil als auch an die Körpermaße des Arbeitenden anpassen. Dazu wird der Arbeitstisch zum einen durch ein kinematisches System ergänzt, das eine Umorientierung des Bauteils relativ zum Mitarbeiter ermöglicht. Die Systeme gewährleisten eine Höhenverstellung sowie eine Rotation des Bauteils um die Z-Achse. Neben der Entwicklung dieser Kinematik haben die Projektpartner eine intuitive Steuerung der kinematischen Achsen realisiert.

Per 1D-Barcodes sowie RFID-Tags werden Mitarbeiter und Montageaufträge erkannt. Die auf den ID-Tags erfassten Daten umfassen die körperlichen Maße des Mitarbeiters. So wird auf mitarbeiterspezifische Werte und die daraus resultierenden Bedürfnisse des Einzelnen eingegangen. Die Erkennung der Montageaufträge dient zur Ermittlung der benötigten Werkstückbewegungen. Vordefinierte Winkel- beziehungsweise Höheneinstellungen gepaart mit den physischen Eigenschaften erlauben die Anpassung des Arbeitstisches.

Direkte Bedienersteuerung

Die Rotation des Bauteils erfolgt in Abhängigkeit vom Arbeitsfortschritt. Daher wird diese nicht über Funksysteme, sondern direkt durch den Mitarbeiter über entsprechende Eingabesysteme gesteuert. Individuelle Anpassungen des kinematischen Systems lassen sich auch zusätzlich über Smart-Devices wie Smartwatch oder Smartphone steuern.

Durch eine grafische Oberfläche bekommt der angemeldete Mitarbeiter die benötigten Daten bezogen auf den aktuellen Arbeitsgang sehr schnell überspielt. Außerdem werden dem Mitarbeiter situationsabhängig Montageinformationen über ein Ausgabegerät bereitgestellt. Diese können in Form von virtuellen Anleitungen, Videos oder in der Schriftform übermittelt werden.

Durch den Einsatz mobiler Endgeräte besteht die Möglichkeit der Erzeugung digitaler Barcodes, die unter anderem auf Handheld-Geräten angezeigt werden können. Dies hat eine Steigerung der Mobilität des Werkers zur Folge. Darüber hinaus kompensiert der Ergotab von Minitec körperlich nachlassende Fähigkeiten und beugt ihrem vorzeitigen Verlust vor. Er passt sich individuellen Bedürfnissen an und trägt zur Prävention beziehungsweise zur Befähigung des Mitarbeiters über den gesamten Verlauf seines Arbeitslebens gleichermaßen bei. mk z

Erschienen in Ausgabe: 06/2018