Im Jahr 1956 entwickelt der US-Amerikaner George Devol den ersten Industrieroboter namens Unimate. Grundlage dafür war sein Patent eines mechanischen Arms aus dem Jahr 1954.

Im Jahr 1956 entwickelt der US-Amerikaner George Devol den ersten Industrieroboter namens Unimate. Grundlage dafür war sein Patent eines mechanischen Arms aus dem Jahr 1954. - (Bild: Robotic Industries Association)

Sein Erfinder nannte ihn Unimate. Die Geburtsstunde des ersten Roboters läuteten jedoch zwei Männer ein: der Physiker, Ingenieur und Unternehmer Joseph Engelberger und der talentierte Erfinder George Devol. Nach menschlichen Jahren gemessen, würde der erste Roboter heute an der Grenze zur Pensionierung stehen. Denn im Jahr 1956 trafen sich die beiden zufällig auf einer Cocktailparty - Engelberger, dessen Vision es war, einen Roboter zum Leben zu erwecken, und Devol, der sich 1954 einen mechanischen Arm hatte patentieren lassen und Geldgeber suchte. In Folge jener schicksalhaften Cocktailparty entstand eine lebenslange Partnerschaft zwischen den beiden Männern.

Anfänge der Robotik schon in der Antike

Schon lange, bevor George Devol und Joseph Engelberger Mitte der 1950er-Jahre den ersten Industrieroboter gebaut haben, hat die Menschheit mit Automaten experimentiert – in der Regel, um Bewegungsmuster, die ansonsten Menschen vorbehalten waren, automatisch zu erzeugen.

Das wahrscheinlich älteste Exemplar der Kategorie Roboter-Urahn ist der Kompasswagen, der in der chinesischen Literatur erstmals etwa 2.500 vor Christus erwähnt wird. Es handelt sich um einen Wagen mit einer darauf montierten Figur. Durch einen Zahnrad-Mechanismus ähnlich einem Differential-Getriebe wird erreicht, dass die Figur immer in die gleiche Himmelsrichtung zeigt, auch wenn der Wagen Kurven fährt.

In der westlichen Hemispäre darf wohl der griechische Ingenieur Heron als “Erfinder” der Robotik-Automatisierung gelten. Durch ein ausgeklügeltes System von Gewichten und Seilen ließ Heron etwa um 50 vor Christus bei einer Theateraufführung Wagen wie von selbst eine vordefinierte Route über die Bühne fahren.

Mehr über die Urahnen der Roboter

Isaac Asimov wurde mit seinen Weltraum- und Roboter-Romanen weltweit berühmt.
Isaac Asimov wurde mit seinen Weltraum- und Roboter-Romanen weltweit berühmt. (Bild: Robotic Industries Association)

Doch wie kam Engelberger, der später als Vater der Robotik gelten sollte, überhaupt auf die Idee, Roboter zu bauen? Der Schlüssel dazu liegt in der Lektüre des jungen Engelberger, der als Sohn deutscher Einwanderer 1925 in Brooklyn geboren wurde. Wie der spätere russisch-amerikanische Schriftsteller Isaac Asimov entfloh er als Jugendlicher in die Welt der Science-Fiction-Literatur. Während Asimov danach selbst zur Feder griff, und im Jahr 1940 in der Kurzgeschichte Robbie erstmals über Maschinen mit künstlichen Gehirnen, die sogenannten Roboter, schrieb, wollte Engelberger, dessen Lieblingsschriftsteller Asimov war, eben solche Roboter bauen – und nicht nur darüber lesen.

Im Jahr 1945 besuchte Engelberger an der Universität Columbia den allerersten Kurs über Servotheorie, nach der die Funktion eines Systems durch Fehlererkennung korrigiert wird. Nach Militärdienst und Studienabschluss in Physik und Elektrotechnik arbeitete er bei Manning, Maxwell and Moore, einem Unternehmen, das Steuerungen für Düsenflugzeuge und Atomkraftwerke entwickelte, und stieg dort zum leitenden Ingenieur auf.

Um das Konzept des Industrieroboters bekannt zu machen, wurde Unimat für Werbeauftritte auch für Zwecke außerhalb der Industriehallen eingesetzt. Auf diesem Bild von 1967 schenkt er einer sichtlich amüsierten Dame den Kaffee ein.
Um das Konzept des Industrieroboters bekannt zu machen, wurde Unimat auch als Barista für Werbeauftritte eingesetzt. (Bild: Frank Q. Brown / CC BY 4.0)

1957 überzeugte Engelberger den CEO des Unternehmens Consolidated Controls Corp. (Condec), bei dem er inzwischen als Direktor tätig war, die weitere Entwicklung des ersten Industrieroboters zu finanzieren. Nach zwei Jahren Entwicklung produzierten Engelberger und Devol dann den ersten Unimate. Dieser besaß einen mechanischen Arm, der mehrere Befehle ausführen konnte, die auf einer Magnettrommel gespeichert waren.

Prototyp schweißt bei General Motors am Band

Im Jahr 1959 installierte General Motors den ersten Prototypen, und im Jahr 1961 wurde der Unimate in der Fertigungsstraße bei General Motors eingesetzt. Dort schweißte er Druckgussteile für Kfz-Karosserien. Der erste Roboter in der Fabrikautomatisierung war geboren! In diesem Jahr gründeten Engelberger und Devol ihr Unternehmen namens Unimation eine Abkürzung für Universal Automation. Ab 1966 konnten die Unimate-Roboter auch lackieren und punktschweißen.

Das folgende Youtube-Video zeigt die Präsentation eines Unimate aus dem Jahr 1967:

Die Japaner vereinnahmten die Robotik als erste Nation

Während das Geschäft im Heimatland USA schleppend lief, sah die japanische Regierung Roboter als Lösung für den zur damaligen Zeit bestehenden Fachkräftemangel an. Die ersten Industrieroboter mit hydraulischen Zylindern als Antriebsquellen wurden in Japan ab 1967 eingesetzt. Im Jahr 1968 erhielt das japanische Unternehmen Kawasaki das Lizenzrecht, Unimate in Japan für den asiatischen Markt zu produzieren. In Deutschland halfen hydraulische Industrieroboter ab 1970 bei Mercedes-Benz in der Automobilproduktion.

1973 baut Kuka den ersten Industrieroboter mit sechs elektromechanisch angetriebenen Achsen, den Famulus.
1973 baut Kuka den ersten Industrieroboter mit sechs elektromechanisch angetriebenen Achsen, den Famulus. (Bild: Kuka)

Allerdings hatten die Roboter von Unimation, die zunächst das Punktschweißen unter schwerer Last übernehmen sollten, einen Nachteil: Sie kamen damit kaum zurecht. Der Augsburger Robotikpionier Kuka fungierte damals als deutscher Händler von Unimation. Er rüstete die amerikanischen Roboter für die Schwerarbeit auf. Der Startschuss für die eigene Roboter-Entwicklung war gefallen. Im Jahr 1973 bauten die Augsburger schließlich den weltweit ersten Industrieroboter mit sechs elektromechanisch angetriebenen Achsen, bekannt als Famulus. Doch die Konkurrenz schlief nicht.

Autofabriken als Innovationstreiber

Im Jahr 1974 stellte das schwedische Unternehmen Asea (heute ABB) seinen Roboter IRB 6 vor, der weltweit erste vollständig elektrische kommerzielle Industrieroboter mit Mikroprozessorsteuerung. Als bedeutender Anwendungsbereich kristallisierte sich bald das Punktschweißen heraus, und der 1982 eingeführte IRB 90 wurde eigens für diese Ausgabe entwickelt. Ebenfalls im Jahr 1974 entwickelte und installierte das japanische Unternehmen Fanuc den ersten Industrieroboter in Japan.

Drei Jahre später startete das Unternehmen den Export von Industrierobotern. Yaskawa führte 1977 den ersten Motoman L10, den ersten Gelenkroboter der Industrie, auf dem Markt ein. Er hatte fünf Roboterachsen, eine maximale Traglast von zehn Kilogramm und eine Point-to-Point-Ansteuerung. Im Jahr 1982 zählten zur Hauptkundschaft der Roboterbranche die Automobilfabriken.

Weil damals bereits vorauszusehen war, dass die europäischen Autofabriken ihre Schweißstraßen in den nächsten Jahren vollständig mit Robotern besetzt haben würden, suchten die Roboterhersteller nach neuen Einsatzfeldern für die künstlichen Kollegen.

In der deutschen Unimation-Niederlassung in Heusenstamm bei Frankfurt beispielsweise trainierten die Roboter damals für neue Aufgaben in der Lebensmittelindustrie, genauer gesagt für das Umstapeln von Tiefkühlkost auf Palette.

10 FAQs zu Industrie-Robotern

  1. Was sind Industrie-Roboter?
    Industrie-Roboter sind spezielle Roboter, die in der Fertigungsindustrie eingesetzt werden, um repetitive oder gefährliche Aufgaben auszuführen.
  2. Welche Aufgaben können Industrie-Roboter übernehmen?
    Industrie-Roboter können in vielen Bereichen eingesetzt werden, um beispielsweise Teile zu montieren, Schweißarbeiten durchzuführen oder Produkte zu verpacken.
  3. Wie funktionieren Industrie-Roboter?
    Industrie-Roboter werden von speziellen Algorithmen und Software gesteuert, die ihnen sagen, welche Aufgaben sie ausführen müssen. Sie werden oft mit Sensoren ausgestattet, um ihre Umgebung wahrzunehmen und ihre Handlungen entsprechend anzupassen.
  4. Wo werden Industrie-Roboter eingesetzt?
    Industrie-Roboter werden in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt, wie beispielsweise in der Automobilindustrie, der Elektronikindustrie, der Nahrungsmittelindustrie oder der Pharma-Industrie.
  5. Wie werden Industrie-Roboter programmiert?
    Industrie-Roboter werden von Experten programmiert, die ihnen beibringen, welche Aufgaben sie ausführen müssen. Oft werden hierfür spezielle Programmiersprachen und Tools verwendet.
  6. Wie unterscheiden sich Industrie-Roboter von anderen Robotertypen?
    Industrie-Roboter sind speziell für die Fertigungsindustrie entwickelt worden und können oft größere Lasten bewegen als andere Robotertypen. Sie sind darauf ausgelegt, hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit zu gewährleisten.
  7. Können Industrie-Roboter autonom agieren?
    Ja, viele moderne Industrie-Roboter sind in der Lage, autonom zu agieren und Entscheidungen zu treffen, ohne dass sie dabei von einem Menschen gesteuert werden müssen.
  8. Wie sicher sind Industrie-Roboter?
    Industrie-Roboter müssen bestimmten Sicherheitsstandards entsprechen, um sicher zu sein. Sie werden oft mit Sensoren und Sicherheitssystemen ausgestattet, um Kollisionen oder andere gefährliche Situationen zu vermeiden.
  9. Können Industrie-Roboter menschliche Arbeit ersetzen?
    Ja, Industrie-Roboter können in vielen Fällen menschliche Arbeit ersetzen und dadurch die Produktivität steigern und Kosten sparen.
  10. Wie wird die Zukunft der Industrie-Robotik aussehen?
    Die Industrie-Robotik wird voraussichtlich weiterhin stark wachsen und sich immer weiter entwickeln. Es wird erwartet, dass Industrie-Roboter in Zukunft noch vielseitiger und leistungsfähiger werden und eine immer größere Rolle in der Fertigungsindustrie spielen werden.

Die Cobots treten auf den Plan

Ein wichtige Wendung nahm die Geschichte der Industrierobotik mit der Entwicklung der ersten kollaborativen und Leichtbau-Roboter - kurz: Cobots. Deren Geschichte beginnt im Jahr 1993. In diesem Jahr starteten der Physiker Hans Schlegel und Raumfahrtingenieur Ulrich Walter mit der US-Raumfähre Columbia zur zweiten deutschen Spacelab-Mission D2. Mit an Bord: der Roboter Rotex des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der gleich zwei Weltneuheiten in sich vereinte. Es entstand nicht nur der erste echte Leichtbauroboter seiner Art, sondern zugleich auch der erste teleoperierte Roboter im All, der von der Erde ferngesteuert wurde.

Möglich gemacht hatten dies Prof. Gerd Hirzinger (damals Leiter des Robotik- und Mechatronik-Instituts im DLR) und sein Team. Erst dank der von Ihnen entwickelten Sensorik und Antriebstechnik konnte Rotex so platz- und gewichtssparender entwickelt werden – für den Einsatz im Spacelab unerlässlich.

Zudem sorgte der integrierte Kraft-Momenten-Sensor für ein Maximum an Präzision und Sensitivität bei der Fernsteuerung über tausende Kilometer Entfernung. „Dank unserer Drehmoment-Sensorik und -Regelung konnten wir mit dem Leichtbauroboter eine aktive Schwingungsdämpfung verwirklichen, die höchste Präzision bei der Durchführung von Experimenten ermöglichte“, erinnert sich Norbert Sporer, damals im Team und heute Geschäftsführer des Robotik-Spezialisten Sensodrive. „Zudem haben wir die Drehmomentsensoren auch für die Gewichtskompensation und zur Kollisionserkennung genutzt – zwei Features, die heute in der Cobotik für Präzision und Sicherheit sorgen.“

Professor Gerd Hirzinger mit dem Weltraumroboter Rotex.
Professor Gerd Hirzinger mit dem Weltraumroboter Rotex. (Bild: DLR)

Hintergrundwissen

Erfinder und Weltmarktführer

  • Der US-Amerikaner George Devol (1912 bis 2011) erfand 1954 ein Verfahren zur Maschinensteuerung, das er sich patentieren ließ. Er entwickelte im Jahr 1956 Unimate, den ersten Industrieroboter.
  • Der US-amerikanische Ingenieur Joseph Engelberger (1925 bis 2015) gilt als Vater der Robotik. Er gründete 1961 zusammen mit George Devol das Unternehmen Unimation, das sie im Jahr 1983 für 107 Millionen Dollar verkauften.
    Später entwarf er den Roboter Help-Mate, der als Kurier das Krankenhauspersonal entlasten sollte.
  • Weltmarktführer der Industrieroboterhersteller waren im Jahr 2020 die beiden japanischen Unternehmen Fanuc und Yaskawa Electric, gefolgt von ABB aus der Schweiz und dem deutschen Hersteller Kuka.

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