Industrieroboter: kleinere Einsteigermodelle für Jedermann

Wie sieht das Angebot für Roboter zwischen High-End-Maschinen und Lego-Mindstorms-Baukästen aus? Wo kann man fündig werden, wenn man mit seinem industrietauglichen Roboter zum einen keine tonnenschweren Stahlbauteile heben muss und zum anderen die Investitionssumme nicht im sechsstelligen Bereich liegen darf? Da muss man sich nicht erst bei den – häufig marktführenden – Asiaten umsehen. Gerade Einsteiger in die Roboterautomatisierung werden schnell in Europa fündig. Die Vorreiter der kollaborativen Leichtbaurobotik etwa kommen aus Dänemark.

Die Rede ist von dem im dänischen Odense ansässigen Unternehmen Universal Robots (UR), das 2005 dort gegründet worden ist. 2015 wurde der Hersteller vom US-amerikanischen Teradyne gekauft – und ist damit wohl noch so dänisch, wie Kuka eben noch deutsch ist. Universal Robots hat den Cobot bereits 2008 mit dem Verkauf seines ersten Roboters zur Marktreife gebracht. Heute beansprucht das Unternehmen bereits einen Marktanteil von 58 Prozenz im Segment kollaborierende Industrieroboter für sich. Das Erfolgsgeheimnis: auch kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) soll es ermöglicht werden, die Automatisierung in Angriff zu nehmen. Dafür bietet UR einfach programmierbare, flexibel einsetzbare, sichere und kollaborierende Roboter – die dazu auch noch kostengünstig sind. Und bei allen Weiterentwicklungen aus dem Hause UR, „ist und bleibt es eines unserer Hauptziele, die Hürden für den Einstieg in die Automatisierung speziell für KMUs weiter deutlich zu senken“, so Helmut Schmid, Geschäftsführer bei UR Deutschland.

Das Angebot umfasst die drei Modelle UR3, UR5 und UR10, wobei die Zahlen 3, 5 und 10 für die jeweilige Nutzlast der Modelle in Kilogramm stehen. Sie haben allesamt sechs Gelenke, die einen Radius von 500 mm (UR3) bis 1.300 mm (UR10) abdecken können. Ein weiteres Angebot ist das Online-Ökosystem Universal Robots+. Denn neben dem Roboterarm werden schließlich weitere Hardware-Komponenten, wie etwa Greifer und Sensoren sowie Software-Plug-Ins benötigt. Der Vorteil dieses Ökosystems ist, dass Anwender hier inzwischen unter über 60 Zubehörteilen wählen kann, die alle Plug-and-Play-fähig sind. Generell ist der gesamte Roboter sehr schnell betriebsbereit. Selbst ungeschulte Bediener benötigen nach Angaben, die der Hersteller bei Kunden gesammelt hat, weniger als eine Stunde, um den Cobot auszupacken, aufzustellen und für die Programmierung der ersten einfachen Aufgaben.

Nach Unternehmensangaben sind aktuell rund 21.000 dieser kollaborierenden Roboter in über 50 Ländern im Einsatz – und zwar in verschiedensten Branchen, Unternehmensgrößen und Anwendungen von Pick-and-Place über Spritzguss, Palettierung, Qualitätsprüfung, Montage und vielen mehr. „Dennoch gibt es natürlich Branchen, die im Fokus stehen“, erklärt Schmid. Für die nahe Zukunft erwartet er, dass immer stärker auch die Bereiche Logistik und Verpackung die Roboter anfragen werden. „Denn der boomende Versandhandel“, so Schmid weiter, „lässt gar keine andere Entwicklung zu.“ Und 2018 erwartet man den Verkauf des 25.000. Cobots. Dieser soll dann einmal nicht blau-grau sein, sondern gold-grau.

Jedoch: Bei allem Vormarsch der kollaborativen Technik, kann von einem flächendeckenden und branchenübergreifenden Einsatz noch keine Rede sein. „Gerade viele kleine und mittelgroße Unternehmen sind sich noch nicht bewusst, welche Vorteile diese relativ kostengünstige Möglichkeit der Automatisierung für ihren individuellen Bedarf bietet“, berichtet Schmid. Aber das ist es, was UR ja schließlich ändern möchte. Und der Roboterhersteller baut durch seine Strategie seine führende Position weiter aus, was sich auch im Umsatzwachstum wiederspiegelt. Nachdem der Umsatz 2017 bei 151 Millionen Euro lag, bedeutete das eine Steigerung von über 70 Prozent im Vergleich zum Vorjahr.

Ein Wettbewerber befindet sich direkt in Deutschland und seine Ziele erinnern zunächst stark an die der Dänen. Der gerade seiner Startup-Phase entwachsende Hersteller Franka Emika setzt ebenfalls auf kompakte, kollaborative, kostengünstige Roboter um KMU bei der Automatisierung zu helfen. Der USP: Ihr Roboter, der auf den Namen Panda hört, soll ohne jegliche Robotik- oder Programmierkenntnisse von Einsteigern einricht- und bedienbar sein. Und damit kommt eine große Erleichterung gerade auf kleine Betriebe zu, die zwar durchaus einen Roboter für ihre Fertigung benötigen, jedoch keinerlei Personal-Ressourcen freistellen können für den Einarbeitungsprozess in die Robotik.

Um dieses Versprechen machen zu können, haben die Entwickler des Startups einen Einrichtungsprozess entwickelt, der nach dem allseits bekannten Drag-and-Drop-Prinzip funktioniert. Jeder einzelne Prozess, den der Roboter ausführen kann – von einfachen Bewegungen von rechts nach links, oben nach unten bis hin zum Öffnen und Schließen seines Greifers – ist in einer App hinterlegt. Diese einzelnen Apps müssen per Drag-and-Drop nur noch in die benötigte Reihenfolge gebracht werden.

Aufbau und Einrichtungszeit sind zusammengenommen – nach Angaben des Unternehmens – in unter einer halben Stunde zu schaffen. Und ein einmal abgespeicherter Prozess lässt sich direkt auch auf eine ganze Roboterflotte übertragen. So muss es nicht nur ein Roboter sein, der zum Beispiel eine Testing-Aufgabe übernimmt, sondern 1.000 Roboter können gleichzeitig mit dem gewünschten Prozess beginnen.

Die Roboter des Unternehmens haben derzeit noch keine nennenswerte Marktdurchdringung, da die Produktion gerade erst anläuft, jedoch kann der Preis sicher als ein Argument für eine baldige Veränderung der Situation gewertet werden: Die derzeit bestellbare Research-Variante ist zu einem Paketpreis von 21.900 Euro (exkl. Steuern) erhältlich. Dieses Paket beinhaltet den Arm inklusive Steuerung, Greifer, das Franka Control Interface sowie ein Research-App-Bündel. Für die Industrie-Variante sind derzeit nur Vorbestellungen möglich.

Für eine Kaufentscheidung vielleicht auch interessant: Auch wenn die Benennung nach einer asiatischen Bärenart zunächst nicht darauf schließen lässt, werden die Roboterarme in einem Werk im Allgäu produziert und sind damit echtes Made in Germany.

Eine schnell wachsende Robotiksparte hat sich das deutsche Unternehmen Igus aufgebaut. Bei dem Hersteller von Energieketten und Triboelementen aus Kunststoff entstehen seit einiger Zeit auch Roboterarme unter dem Namen Robolink – beziehungsweise um es präziser auszudrücken, das Unternehmen hat sich auf Roboterbausätze spezialisiert. Angesiedelt sind diese im absoluten Low-Cost-Segment.

Grundsätzlich sollen die Robolinks einfache Prozesse kostengünstig automatisieren, etwa Pick-and-Place-Anwendungen in der Kommissionierung, Zuführung, Qualitätssicherung, Montageaufgaben oder bildverarbeitungsgestützte Anwendungen. Der Igus-Ansatz beinhaltet zum einen vormontierte – sprich fertige – Gelenkarme, jedoch können sich Anwender auch aus Gelenken mit verschiedensten Getrieben, Motoren und Verbindungselementen Systeme individuell zusammenstellen. Beim Erstellen der gewünschten Lösung hilft die webbasierte Software Robolink Designer. Sie ermöglicht auch eine visuelle Simulation der Bewegungen durch die rotierenden Gelenke. So kann man sich sicher sein, dass man sich etwas Geeignetes zusammengestellt hat. Ein großer Vorteil des Baukastensystems ist sicher die Möglichkeit zum Experimentieren, bis die richtige Lösung steht. Dabei hilft aber auch ihre Leichtbauweise. Dadurch lassen sie sich einfach an einen anderen Einsatzort transportieren und können im Falle eines Umbaus problemlos abmontiert und umgestellt werden.

Igus setzt bereits selber auf seine robotischen Helfer: „Bei uns in der eigenen Fabrik wird Robolink in Maschinen eingesetzt, die automatisiert Energieketten konfektionieren“, berichtet Martin Raak, Produktmanager Robolink bei Igus. Des Weiteren greifen Forschungseinrichtungen gerne auf die Roboterarme zurück.

Da man sich hier im Low-Cost-Bereich befindet, darf man nicht die gleiche Präzision oder Geschwindigkeit wie bei hochpreisigen Modellen erwarten. Dafür bekommt man ein Komplettmodul mit vier Freiheitsgraden, einer Reichweite von 600 Millimetern und einer Traglast von rund einem Kilogramm bereits für 2.548 Euro. Die Steuerung ist in dem Preis jedoch noch nicht enthalten. Fünf-Achser starten bei rund 3.000 Euro. Und hier soll noch nicht Schluss sein. Zur Hannover Messe 2018 wird Igus als Prototyp einen erweiterten Baukasten mit neuen Gelenkvarianten vorstellen. Diese sollen dann auch sechsachsige Konfigurationen möglich machen. Auch an Geschwindigkeit und Präzision wird natürlich weiter gearbeitet. „Aber“, hebt Martin Raak hervor, „der Hauptschwerpunkt liegt nachwievor bei der Frage, wie können Anwender einfache Aufgaben kostengünstig automatisieren?“ Daher spielen bei allen Weiterentwicklungen des Unternehmens im Bereich der Low-Cost-Automation die niedrigen Preise eine entscheidende Rolle – so soll es auch bei dem sich gerade in der Entwicklung befindenden Sechs-Achser sein.

Und bei einem Angebot, das die Roboter-Anschaffung im niedrigen vierstelligen Bereich möglich macht, wird besonders deutlich: Die Roboter-Automatisierung wird nicht mehr lange großen Unternehmen vorbehalten sein! Und hierbei werden, laut einer Einschätzung von Helmut Schmid, „Anwendungen, in denen Mensch und Roboter Hand in Hand zusammenarbeiten, eine immer größere Rolle spielen.“ Er nennt hierfür auch gleich ein Beispiel für einen Mittelständler, bei dem ein UR3 und ein UR5 die Mitarbeiter in direkter Zusammenarbeit bei der Beschichtung von Lautsprechermembranen unterstützen.