Die Automatisierung der Produktion schreitet auch in Österreich immer weiter voran. Sinnbild für die effiziente Produktion von heute sind Roboter. Aber da es hier nicht nur eine Option gibt, fällt vielen Unternehmen die Entscheidung schwer: Sollten wir lieber in einen klassischen Industrieroboter investieren oder einen flexiblen kollaborativen Roboter – und von welchen Faktoren hängt diese Entscheidung überhaupt ab? Wir klären auf.
Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Typen von Robotern: Kollaborierende Roboter (Cobots) und herkömmliche Industrieroboter. Sie unterscheiden sich wesentlich voneinander, besonders in ihrer Beziehung zu den menschlichen Arbeitsabläufen innerhalb einer Produktion.
Herkömmliche Industrieroboter sind auf eine bestimmte Tätigkeit spezialisiert. Sie werden eingesetzt, um menschliche Arbeitskraft zu ersetzen, das gilt besonders für Aufgaben, die rein physisch unmöglich zu bewältigen wären. Industrieroboter sind also meist auf bestimmte Attribute optimiert – sei es extrem hohe Traglast, Präzision oder Geschwindigkeit. Da sie schnell und mit schweren Lasten arbeiten, benötigt man ein ausgeklügeltes Safety-Konzept, um die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter nicht zu gefährden. Diese Sicherheitskomponenten gehen von Schutzzäunen über Lichtschranken bis hin zu Sensoren. Wenn man die Risiken rund um die Kraftpakete nicht richtig einschätzt, gefährdet man im schlimmsten Fall Menschenleben. Daher sollte man bei der Erstellung eines Safety-Konzepts immer auf Nummer sicher gehen. Wie wir ein solches Projekt umgesetzt haben, lesen Sie in unserem Artikel „Auf der sicheren Seite: Safety Konzept für Grasl Pneumatic-Mechanik“.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Industrierobotern werden Cobots nicht dazu eingesetzt, menschliche Arbeit zu ersetzen, sondern diese zu ergänzen. Meist übernehmen sie Tätigkeiten, die Menschen durchaus übernehmen können (und dies häufig auch noch tun), die jedoch so monoton, repetitiv und unergonomisch sind, dass sie gefährlich für die Gesundheit werden können. Von ihrer Arbeitsweise her ähneln sie einem menschlichen Arm und können daher auch Hand in Hand direkt neben den Menschen arbeiten. Sie sind weder umzäunt, noch erfordern sie ein aufwendiges Sicherheitskonzept. Ihre Anwendungsbereiche sind dabei breit gefächert: Pick & Place, Maschinenbestückung sowie Palettierung und Montage gehören zu den häufigsten Einsatzbereichen von Cobots.
Jenny | Waltle meistert den „Griff in die Kiste“ mit UR5 Cobots.
Flexibler Allrounder oder hochspezialisiertes Kraftpaket? Um diese Entscheidung zu treffen, müssen sie Ihre individuellen Anforderungen und Ressourcen miteinbeziehen.
Welche Werkstücke möchten Sie mit dem Roboter handhaben und wie sind diese beschaffen? Cobots können Traglasten bis zu 16 Kilogramm handhaben. Liegt das Gewicht der Werkstücke über dieser Marke, sollten Sie auf herkömmliche, spezialisierte Lösungen zurückgreifen, da eine kollaborative Anwendung ohne Schutzzaun dann aus Sicherheitsgründen nicht mehr in Frage kommt.
Ein entscheidendes Kriterium ist, ob Sie die Fertigung kleiner oder großer Serien automatisieren wollen. Grundsätzlich können Sie Cobots für beides einsetzen. Ihre Vorteile spielen sie aber vor allem bei Kleinserien so richtig aus. Hier kommen spezialisierte Industrieroboter kaum in Frage, da ihre Umrüstung und Umprogrammierung auf neue Anforderungen ein komplexes, kostspieliges und langwieriges Vorhaben ist. Cobots hingegen sind sehr flexibel und ausgelegt auf eine intuitive Programmierung und schnelle Umrüstung für neue Anwendungen. Darüber hinaus können sie, falls notwendig, auf mobile Plattformen montiert werden und so immer dort aushelfen, wo gerade eine helfende Hand benötigt wird.
Cobots sind schon in der Anschaffung günstiger als die meisten spezialisierten Industrieroboter. Zu betrachten sind jedoch nicht nur die Anschaffungs-, sondern die Gesamtkosten. Da Cobots einfach einzurichten und zu programmieren sind, können sie schneller und zu geringeren Kosten in den Betrieb integriert werden und erwirtschaften die Investition schneller wieder zurück. Insbesondere kleine und mittelständische Unternehmen setzen deshalb verstärkt auf Cobots, um in Sachen Automatisierung mit den großen Unternehmen mithalten zu können.
Cobots können platzsparender eingesetzt werden als spezialisierte Industrieroboter, da sie in vielen Anwendungsfällen ohne Schutzzaun auskommen. Zudem ist ihre Bauweise kompakter. Ihre maximale Reichweite liegt bei 1,30 m – diese lässt sich durch das Hinzufügen einer siebten Achse jedoch erweitern.
Für eine großflächige, vollautomatisierte Fertigungsstraße, die keine Menschen zu Gesicht bekommt, können spezialisierte Industrieroboter die bessere Wahl sein.
Die Bewegungsgeschwindigkeit eines Cobots entspricht grob der eines menschlichen Arms. Durch smarte Lösungen wie etwa einem Doppelgreifer für die Maschinenbestückung können auch mit Cobots beachtliche Taktzeiten realisiert werden. Soll es jedoch in den Hochgeschwindigkeitsbereich gehen, ist beispielsweise ein horizontaler Gelenkarmroboter (oder auch SCARA-Roboter) die passendere Lösung. Kollaborative Anwendungen sind damit jedoch nicht möglich.
Spezialisierte Industrieroboter bieten in ihrem jeweiligen Anwendungsbereich eine hohe Funktionalität. Ihre Programmierung ist jedoch ein komplexes Unterfangen und ausgebildeten Experten vorbehalten, da sie ausschließlich in Code geschrieben ist. Die Programmierer müssen entweder angestellt oder extern engagiert werden, was die Gesamtkosten schnell aufblähen kann.
Stehen Ihnen keine Programmierer zur Verfügung, ist ein Cobot die bessere Wahl. Sie können über ein intuitives Teach Panel programmiert werden, Bewegungsabläufe kann man dem Roboterarm auch per Handführung beibringen. Durch kostenlose Online-Trainingsmodule können auch unerfahrene Mitarbeiter in weniger als 90 Minuten die Grundlagen der Cobot-Programmierung erlernen.
Unser Experte Mathias Ratzenböck zeigt im Unboxing-Video, wie Sie einen kollaborierenden Roboter in einfachen Schritten montieren, installieren und in Betrieb nehmen:
Im zweiten Teil der Serie sehen Sie, wie einem Roboter das Sehen und Heben von Teilen beigebracht wird. Schrittweise wird eine Kamera installiert und kalibriert, damit diese ein definiertes Objekt erkennen und greifen kann. Hier kommen Sie zum Video.
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Quelle:
Universal Robots