Für die meisten Unternehmen ist die Maschinenbeschickung der ideale Einstieg in die Welt der Robotik. Einen entsprechend mobilen Unterbau vorausgesetzt, können die leicht zu programmierenden Cobots auch am selben Tag an verschiedenen Maschinen eingesetzt werden. (Bild: item)
Ganz gleich, ob man sie nun Cobots oder Leichtbauroboter nennt. Fakt ist: Die Leichtgewichte unter den Robotern sind deutlich flexibler, erschwinglicher und zugänglicher, als die meisten denken. So kann ein einziger Cobot direkt mehrere Roboter-Einsatzgebiete abdecken. Das liegt zum einen an der leichten Programmierbarkeit: Mit etwas technischem Verständnis hat man einem Cobot innerhalb weniger Stunden die ersten Bewegungsroutinen beigebracht. Auch das geringe Gewicht von meist deutlich unter 40 kg ist von Vorteil, denn: Je weniger Gewicht der Roboter auf die Waage bringt, umso leichter lässt er sich in der Werkshalle von einem Ort zum anderen transportieren, gegebenenfalls ummontieren und für verschiedene Aufgaben umrüsten.
Nicht zuletzt trägt die große Auswahl an Endeffektoren wie Greifern, Schraubern und Schweißköpfen zu der enormen Flexibilität bei. So ist es etwa möglich, einen Cobot heute selbstständig schweißen zu lassen, ihn aber morgen mit einem Greifer auszustatten, an einen Industriearbeitsplatz anzudocken und in der Mensch-Roboter-Kollaboration einzusetzen. Dadurch ergibt sich eine nicht zu unterschätzende Menge an Roboter-Einsatzgebieten in der Produktion.
Palettierung durch Roboter: Einsatzgebiete (auch) für Einsteiger
Wenn die Produktionskette am Anfang steht oder sich dem Ende neigt, sind meist klar strukturierte, repetitive Abläufe gefragt – also ideale Roboter-Einsatzgebiete für Einsteiger. Bei der Palettierung werden versandfertige Pakete vom Transportband genommen und auf Paletten geschichtet. Bei der Depalettierung dreht sich der Vorgang um. Beide Aufgaben sind optimale Roboter-Einsatzgebiete: Innerhalb einer Schicht kann ein Cobot mehr als tausend Verpackungseinheiten und je nach Robotertyp bis zu mehreren Tonnen Gewicht innerhalb einer Schicht bewegen. Zudem kommt hier die hohe Flexibilität von Cobots zum Tragen: Durch die einfache Programmierung und Nutzerführung der Leichtbauroboter lassen sich Paketformate und Stapelmuster immer wieder neu ergänzen.
Der integrierte Lernmodus des Roboters ermöglicht es Mitarbeitern, den Roboterarm eigenständig von Hand zu führen und ihn somit zum Handling neuer Paketmaße zu befähigen. Bei Bedarf ist es möglich, Zwischenschritte wie die Zusammenführung von Paketbündeln in einer Umreifungsmaschine oder den Verpackungsprozess zu automatisieren. Wird der Cobot zwischen zwei Paletten platziert, zeigt sich die umfassende Effizienz der Kollaboration zwischen Mensch und Roboter: Der Mitarbeiter kann die volle Palette abtransportieren, während der Cobot auf der zweiten Palette unterbrechungsfrei weiter palettiert.
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Roboter-Einsatzgebiet Nummer 2: Maschinenbeschickung
Ganz gleich, ob es sich um Abkant- und Prägepressen, CNC- und Spritzgussanlagen oder andere Maschinen handelt: Cobots eignen sich zur Beladung und Entladung unterschiedlichster Anlagen und sorgen dabei für höhere Sicherheit am Arbeitsplatz. Die Vorteile von Robotern in diesem Einsatzgebiet: Sie können immer gleiche Bewegungen über einen quasi unbegrenzten Zeitraum mit einer für Menschen kaum erreichbaren Wiederholgenauigkeit umsetzen. So lässt sich in der Produktion der Durchsatz erhöhen und gleichbleibende Qualität sicherstellen.
Nicht zuletzt hat dieser Anwendungszweck auch Vorteile für die Werker: Anstatt die Maschine ständig mit neuen Rohlingen zu bestücken, können sie sich anderen wertschöpfenden Tätigkeiten widmen, bei denen die Konzentrationsfähigkeit weniger schnell leidet. Wenn es um das Handling scharfer oder spitzer Werkstücke geht, kann es notwendig sein, den Roboter in eine mobile Maschinenkabine einzuhausen, um die entsprechende Sicherheit zu gewährleisten.
Schrauben und Schweißen: Mit Präzision ans Ziel
Zahlreiche Bewegungsachsen verschaffen dem Cobot die größtmögliche Bewegungsfreiheit – so sind selbst schwierige Schraubpositionen, für die ein Mensch unter anderem eine unergonomische Haltung einnehmen müsste, für den Roboter problemlos zu erreichen. Wie bei anderen Roboter-Einsatzgebieten punkten Cobots auch beim Schrauben mit höchster Präzision: So führen sie selbst tausende Schraubvorgänge mit dem immer genau richtigen Drehmoment aus. Durch kameraunterstützte Steuerung oder über Kraft-Moment-Sensoren ist die genaue Positionierung des Schraubers sichergestellt. Aufwändige Programmierungen millimetergenauer Haltepunkte entfallen.
Auch beim Schweißen spielen Cobots ihre Stärken aus – etwa als Schweißroboter für Kleinserien: Die Programmierung von Schweißpunkten ist einfach. Der Roboter setzt Schweißpunkte und Schweißnähte präzise an Stellen, die für den Mitarbeiter ungünstig oder unzugänglich liegen. Während der Cobot den nicht ungefährlichen Arbeitsschritt des Schweißens zuverlässig übernimmt, kann der Mitarbeiter fertig geschweißte Teile entnehmen und neu bestücken. In dieser Kollaboration lassen sich produktionsfördernde Geschwindigkeiten erreichen.
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Montieren und Sortieren: Wirtschaftlich auch bei kleiner Losgröße
In der Montage spielen Cobots ihre Vorteile unter anderem bei kleinen Losgrößen aus: Aufgrund der hohen Flexibilität und einfachen Programmierbarkeit lässt sich die Montage vieler Produkte automatisieren, bei denen sich eine speziell dafür angeschaffte Maschine nicht lohnt. Das zeigt unter anderem ein Anwenderbericht von item Industrietechnik zur Mensch-Roboter-Kollaboration in der Montage.
Aufgrund grafischer Benutzerführungen und individuell anpassbarer Konfigurationsvorlagen ist die Umsetzung entsprechender Wegprogramme für Cobots vergleichsweise einfach. Daher lassen sich viele Anwendungen im Roboter-Einsatzgebeite der Montage recht schnell umsetzen.
Beim Sortieren mit Cobots setzt man auf künstliche Intelligenz (KI): Die Bilder einer speziell für das industrielle Umfeld entwickelten 3D-Kamera werden von der KI in Echtzeit ausgewertet und in Steuerungsbefehle übersetzt. Dies ermöglicht den Robotern, Stückgut unabhängig von festen Wegpunkten zu sortieren. Das gilt sogar für sich überlagernde Objekte: Diese werden an zuvor definierten Punkten gegriffen und abschließend exakt so abgelegt, wie es der weitere Produktionsablauf erfordert. Für den sensiblen Umgang mit hochempfindlichen Bauteilen sorgt in die Greifwerkzeuge integrierte Kraft-Drehmoment-Sensorik.
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