Automatisierung ist die Zukunft der Produktion. Es werden damit nicht nur die Prozesse beschleunigt und die Effizienz eines Maschinenparks gesteigert, auch der Output lässt sich durch die Reduzierung des Arbeitsaufwand folglich maßgeblich erhöhen. Doch welchen Weg der Automatisierung sollte man nun einschlagen, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen? In folgendem Artikel erfahren Sie mehr über die Vor- und Nachteile einer konventionellen Automatisierung mit Industrierobotern im Vergleich zu einer Optimierung mit Hilfe von kollaborierenden Robotern. Bleiben Sie dran!
Automatisieren mit konventionellen Industrierobotern
Typische Industrieroboter können ihre Stärken vor allem in jenen Bereichen voll entfalten, in denen hohe Stückzahlen eines Produkts bei geringer Varianz hergestellt werden. Das ist primär in der Automobilindustrie oder im Lebensmittelbereich, beispielsweise beim Abfüllen von Getränken, der Fall. Dort bewegen sich zum Teil 10.000 Einheiten pro Stunde durch die Anlage und es gibt keine Produktvarianz. Auch in Anlagen, in denen besonders große Kräfte wirken oder hohe Geschwindigkeiten von Nöten sind, wie zum Beispiel in Sägewerken sowie Walzwerken, ist der Einsatz von Industrierobotern gefragt. Das gleiche gilt auch für außergewöhnlich hohe oder niedrige Temperaturbedingungen, im Grunde also für Anlagen, die ein gefährliches Umfeld für die Mitarbeiter eines Betriebs darstellen. Hier steht nicht nur die Produktivität im Fokus, sondern primär der Schutz der Angestellten. Üblicherweise werden die Mitarbeiter daher räumlich oder durch einen Schutzzaun von der Anwendung getrennt.
Zusammengefasst sind konventionelle Roboter also besonders geeignet für Anlagen mit
- hoher Krafteinwirkung,
- extremen Hitzebedingungen (sowohl kalt als auch warm),
- hohen Geschwindigkeiten im Produktionsprozess,
- potenziellen Gefahren für Mitarbeiter,
- und hohen Stückzahlen mit einer geringen Produktvarianz.
Konventionelle Anlagen werden genau auf einen gewünschten Prozess eingestellt. Sie werden einmal konzipiert und aufgebaut, um eben für diesen Anwendungsfall optimal zu produzieren. Wenn ein anderer Prozess umgesetzt werden soll, dann muss die ganze Anlage umgerüstet werden. Da diese Lösungen jedoch sehr starr und minutiös auf eine Anwendung hin optimiert werden, ist die Umstellung nicht nur zeitintensiv, sondern auch sehr teuer.
Retrofit mit Cobots
Ein Cobot ist vollkommen anders konzipiert als ein konventioneller Industrieroboter und bietet eine viel größere Flexibilität. Hier hat man die Möglichkeit, dass die Mitarbeiter und der Roboter räumlich wesentlich näher zusammenarbeiten können als bei einem klassischen Industrieroboter, da der Cobot die eigenen Kräfte und Geschwindigkeiten selbstständig überwacht. Diese Annäherung im Produktionsprozess kann sogar so weit gehen, dass der Roboter schlussendlich kollaborativ mit dem Menschen zusammenarbeitet.
Die zentrale Idee hinter dem Cobot ist, dass die Mitarbeiter bei Tätigkeiten unterstützt werden sollen, die sowohl einer Entlastung als auch einer präzisen Umsetzung bedürfen. Bereits bestehende Fähigkeiten sollen dadurch ergänzt und/oder Abläufe parallelisiert werden. Der Cobot ist bei der Umsetzung von Prozessen sehr akkurat und hat eine exakte Wiederholungsgenauigkeit. Im Bereich der Mikroelektronik kann er beispielsweise Kleber auf eine Fläche auftragen und das mit einer kontinuierlich gleichbleibenden Menge sowie Qualität. Wenn ein Mensch diese Tätigkeit ausführt, so erzielt dieser je nach Verfassung ein anderes Resultat und kann so keine konstante Qualitätssicherung garantieren. Der Roboter wird hingegen nie müde, führt den Prozess annähernd in Perfektion aus und erschafft somit Output von anhaltend gleicher Güte. Das macht ihn für eine Vielzahl von Anwendungen attraktiv. Er kann nicht nur Kleber auftragen, sondern zum Beispiel auch Schrauben hineindrehen oder schweißen. Die kollaborativen Roboter von Universal Robots können zudem dank einer integrierten Kaftsensorik ebenso feinfühlige Aufgaben, wie das Zusammenstecken von Bauteilen, kraftgesteuert übernehmen.
Der Cobot ist somit primär für folgende Prozesse geeignet:
- geringere Stückzahlen, bei gewisser Produktvarianz
- niedrigere Geschwindigkeiten
- geringere Kräfte (im Vergleich zu konventionellen Industrierobotern) und feinfühlige Prozesse
- wechselnde Anwendungsbereiche
Um die Produktvarianz innerhalb von Chargenprozessen abbilden zu können lässt er sich sehr leicht umprogrammieren und ermöglicht so eine größere Flexibilität. Was bei einem klassischen Industrieroboter mehrere Wochen dauern würde, passiert beim Cobot, abhängig von der Anwendung, in wenigen Stunden bzw. Tagen.
Wer seinen bestehenden Maschinenpark nicht komplett umbauen möchte, kann mit Hilfe von Cobots bereits eine einfache Automatisierung verschiedener Produktionsschritte umsetzen. Die Applikationen mit Cobots lassen sich mit einfachen Mitteln realisieren, da die Peripherie, sowie die Sicherheitstechnik mit „Plug-and-Produce“ integriert werden kann.
Automatisieren: Cobot oder klassischer Industrieroboter?
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass bei konventionellen Robotern die Anlage grundsätzlich auf ein Bauteil abgestimmt wird, während sich beim Cobot mittels Teaching auch Kleinserien wirtschaftlich realisieren lassen. Industrieroboter eignen sich ebenso eher für Prozesse im Gefahrenbereich, wohingegen Cobots für den Einsatz neben bzw. mit dem Menschen konzipiert wurden. Es gibt also sowohl Anwendungsbereiche für Cobots als auch für klassische Lösungen, aber auch Aufgabenstellungen, bei denen sich diese Bereiche überschneiden und somit beide Optionen in Frage kommen. Sollten Sie sich jetzt noch unsicher sein, welche Art der Automatisierung für Ihr Unternehmen am besten geeignet ist, helfen Ihnen unsere Experten im Zuge eines Beratungsgesprächs gerne weiter.
