Um fit für die Zukunft zu sein, müssen sich Industrieunternehmen auch zukunftsfähig aufstellen. Ein harmonisches Zusammenspiel zwischen Mensch und Roboter ist ein wichtiger Faktor. Denn in der Fabrik von morgen ergänzen sich Mitarbeitende und Maschinen optimal und arbeiten nicht länger getrennt voneinander. Kollaborierende Roboter machen die Automatisierung von Anwendungen so einfach wie nie. Damit die Implementierung gelingt, braucht es eine Strategie: Ansätze und Lösungen müssen leistungsstark sein, in der Anwendung sicher und flexibel an neue Anforderungen angepasst werden können. Welche Faktoren außerdem eine Rolle spielen und was die Komplexität der Anwendung damit zu tun hat, lesen Sie im Artikel.
Was kann ich automatisieren?
Kosteneffektiv, sicher und flexibel – Cobots machen Automation einfacher denn je, auch für kleine und mittelständische Betriebe. Bei manchen Aufgaben lohnt sich die Automatisierung eher als bei anderen. Hier ist es – besonders als Anfänger – wichtig, Prioritäten zu setzen. Kollaborierende Roboter sind überall dort einsetzbar, wo…
...Menschen repetitive, monotone und unergonomische Tätigkeiten erledigen,
...weder menschliche Feinmotorik noch kritisches Denken, noch ad hoc-Entscheidungen erforderlich sind,
...Maschinenbeschickung oder Pick & Place-Prozesse stattfinden.
Die Rolle der Taktzeit
Cobots führen üblicherweise einen einfachen Prozess in derselben Geschwindigkeit durch wie ein menschlicher Mitarbeiter. Es macht daher Sinn, Prozesse zu automatisieren, von denen Sie bereits die manuelle Taktzeit wissen. Ein Cobot kann denselben Prozess ohne Unterbrechung – sogar rund um die Uhr – durchführen und die Produktivität dadurch enorm steigern. Gleichzeitig werden Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von eintönigen Tätigkeiten befreit und können ihr Fachwissen in anderen Bereichen sinnvoll einsetzen.
Planen Sie, Ihren Cobot mit einer Geschwindigkeit zu betreiben, die schneller ist als die von Menschen? Dann benötigen Sie möglicherweise andere Systeme, um die Sicherheit Ihrer Mitarbeitenden nach wie vor zu gewährleisten. Zusätzlich dazu sollten Sie die Nutzlast des Cobots genau analysieren.
Der Aktionsradius und die Nutzlast
Cobots gibt es in verschiedenen Größen, im Allgemeinen sind sie jedoch ideal für Anwendungen mit einem Aktionsradius von bis zu 1300 Millimetern. Wenn Sie also überlegen, welche Prozesse Sie automatisieren können, behalten Sie immer den Aktionsradius eines Mitarbeiters in einer fixen Position als Vergleich im Hinterkopf. Bewegliche Teile dürfen maximal 10 Kilogramm wiegen. Wichtig dabei: In dieser Nutzlast ist auch der jeweilige Endeffektor miteinzubeziehen.
Für größere Aufgaben, die einen großen Aktionsradius benötigen, ist es sinnvoll, entweder mehrere Cobots einzusetzen oder die Produktionsumgebung so umzustellen, dass der Cobot die Teile innerhalb der Prozesse erreichen kann.
Die Art, Größe und Anordnung der Teile
Bewegliche Teile, die in Größe und Form konsistent sind, eignen sich für Cobot-Aufgaben am besten. Denn so ist es für Endeffektoren einfacher, diese zu erkennen und aufzuheben. Um die Programmierung zu erleichtern, sollte man die Teile in derselben Position auf einem Tisch oder Tablett positionieren, sodass der Cobot den gleichen Prozess immer wiederholen kann. Eine andere Möglichkeit ist es, Teile in eine geordnete Matrix zu legen, sodass der Cobot nur die erste Position, Endposition und die Anzahl der Teile in jeder Reihe und Spalte erlernen muss.
Komplexer gestaltet sich der sog. „Griff in die Kiste”, also die Entnahme unsortierter Teile aus einem Behältnis. Die Königsdisziplin der Pick & Place-Anwendungen benötigt Vision-Systeme, um die Teile zuverlässig erkennen zu können. Die Hilfe eines Experten in Anspruch zu nehmen ist hier in jedem Fall ratsam. Jenny | Waltle – Hersteller für Aluminium-, Metall- und Kunststoffteile – hat den Kunstgriff erfolgreich umgesetzt:
Zwei UR5 Cobots greifen unsortierte Teile aus einer Kiste und bestücken eine CNC-Fräse.
Der Grad der Kollaboration mit Menschen
Kollaborierende Roboter sind so konstruiert, dass sie sicher Seite an Seite mit Menschen arbeiten. Trotzdem ist eine durchdachte Risikobewertung nötig, um die Mensch-Cobot-Interaktion in der jeweiligen Situation zu definieren. Genau wie bei der Zusammenarbeit zwischen Menschen ist es auch bei der Mensch-Roboter-Interaktion wichtig, dass bewegliche Teile mit scharfen Kanten, Schneidwerkzeuge oder Schweißbrenner in die Risikoanalyse miteinbezogen werden.
Im idealen kollaborativen Arbeitsumfeld beaufsichtigt der Mensch die Prozesse, während der Cobot repetitive, manuelle und gefährliche Tätigkeiten durchführt.
Wenn sich der Cobot mit höherer Geschwindigkeit bewegen muss oder seine Tätigkeit andere Sicherheitsbedenken erhöht, benötigt man möglicherweise einen Lichtvorhang oder einen Sicherheitsscanner, um Prozesse zu verlangsamen oder ganz anzuhalten, wenn ein Mensch den Arbeitsbereich betritt. Sicherheit ist das A und O, daher ist es auch hier ratsam, die Risikobeurteilung und das zugehörige Safety-Konzept einem Experten zu überlassen.
Die Rolle von Konnektivität und Integration
Überlegen Sie, mit welchen Maschinen Ihr Cobot interagieren muss und wie diese Interaktion aussehen wird. Wird der Cobot menschliche Interaktion wie etwa das Öffnen einer Tür ersetzen, Teile be- und entladen oder nur einen Knopf drücken? Oder benötigen Sie eine engere Integration zwischen Roboter und Maschine?
Je enger Ihr Cobot mit der Maschine verbunden ist, desto komplexer wird der zu automatisierende Prozess. Um die Komplexität auf ein Minimum zu reduzieren, ist es sinnvoll, die Maschineninteraktion auf grundlegende Befehle zu beschränken.
Die passenden Greifer & Endeffektoren
Endeffektoren und Greifer sind am Ende des Roboterarms montiert, damit dieser mit Teilen und Maschinen interagieren kann. Von Vakuum-Greifern bis hin zu Sprühgeräten gibt es für jede Anwendung die passende Auswahl. Für spezielle Anwendungen ist es auch möglich, kundenspezifische Werkzeuge zu entwickeln.
Können Sie einen einzigen, flexiblen Endeffektor für mehrere Prozesse verwenden, oder brauchen Sie individuelle Werkzeuge für jeden Schritt? Standard-Werkzeuge sind einfach und kosteneffizient, aber ein maßgeschneidertes Werkzeug könnte genau das sein, was Sie brauchen – auch wenn dessen Einsatz die Komplexität der Anwendung erhöht. Wenn Sie sich bei dieser Entscheidung unsicher sind, lohnt sich ein Beratungsgespräch. Hier werden all Ihre Optionen vorgestellt.
Die sichere Befestigung & Umzäunung
Bei den einfachsten Anwendungen wird der Cobot an einer Stelle montiert und führt dieselbe Tätigkeit immer und immer wieder durch. Leichte und einfach zu programmierende Cobots können zwischen den Prozessen auch bewegt werden – z.B. indem sie auf einem Rollwagen montiert werden. Bei Wechseln des Arbeitsplatzes sollten Sie daran denken, dass sich Teile und Maschinen immer dort befinden müssen, wo der Cobot diese erwartet. Die zugehörigen Programmierungen können auf dem Teach Panel gespeichert und jederzeit gestartet werden – unabhängig vom Ort.
Die meisten Cobot-Anwendungen benötigen keine zusätzlichen Sicherheitsvorrichtungen oder Sensoren, je nach Ihrer Risikobeurteilung. Die bereits eingebauten Funktionen erfüllen aktuelle Sicherheitsanforderungen, sodass der Cobot beim Kontakt mit Mitarbeitenden den Betrieb stoppt, um Verletzungen zu verhindern. Trotzdem ist es ratsam, auf Nummer Sicher zu gehen und jede Anwendung immer wieder aufs Neue zu prüfen, insbesondere wenn sich der Einsatzort des Cobots häufig ändert.
Die Rolle der Umgebung
Cobots arbeiten in fast jeder Umgebung, in der Menschen arbeiten können, ohne sich von Temperatur, Lärm oder Schmutz beeindrucken zu lassen. Ein anderes Extrem sind hygienische Umgebungen wie Reinräume. Hier kann es durchaus sein, dass der Cobot zusätzlichen Schutz braucht, um ungestört operieren zu können. Schutzabdeckungen schützen den Roboterarm vor Hitze, Kälte, extremer Luftfeuchtigkeit und korrosiven Umwelteinflüssen.
Wie bei Greifern und Endeffektoren gibt es auch bei den Schutzabdeckungen ein breites Portfolio, das die Entscheidung erschwert. Welche Option die beste für Ihre spezifische Produktionsumgebung ist, wissen Experten auf Anhieb.
Die Programmierung & Logik
Mit je mehr Maschinen oder Geräten ein Cobot interagieren muss, desto komplexer wird die Anwendung. Einfache Pick-and-Place-Prozesse mit einheitlichen Teilen in geordneten Positionen können in Minuten programmiert werden. Auch der Wechsel zu verschiedenen Operationen oder Werkstücktypen ist möglich und kann ebenfalls schnell und einfach durchgeführt werden. Als Faustregel gilt, dass jeder Prozess, bei dem der Roboter die Aufgabe mit einfachem und minimalem Feedback von externen Sensoren und Steuerungen durchführen kann, gut für die Automatisierung geeignet ist.
Der Prozess wird jedoch komplexer, wenn Sie Bildverarbeitungssysteme oder Kraftsensoren zur Identifikation und Aufnahme von Teilen benötigen. Selbiges gilt für Feedback-Geräte zur Überwachung und Steuerung der Leistung des Roboters und der Interaktion mit anderen Maschinen.
Die zukünftigen Anforderungen an die Applikation
Wenn Sie gerade erst mit Cobots anfangen, ist es eine gute Idee, nicht zu ehrgeizig zu sein. Das bedeutet jedoch nicht, dass Sie nicht vorausdenken sollten. Sobald Sie Ihre ersten Erfahrungen gemacht haben und Erfolge sehen, werden Sie all Ihre manuellen Prozesse mit neuen Augen sehen.
Bei der Auswahl Ihres Cobots sollten Sie daher immer überlegen, ob dieser Ihren Bedürfnissen auch in Zukunft gerecht wird. Gerne unterstützen wir Sie bei dieser wichtigen Entscheidung.
Wir machen Ihnen den Einstieg leicht
Ob simpel oder anspruchsvoll – wir begleiten Sie gerne bei der Automatisierung Ihrer Prozesse. Unsere Experten für Cobots haben bereits zahlreiche Projekte für österreichische Produktionsunternehmen durchgeführt und kennen für jeden Anwendungsfall die optimale Lösung. Lassen Sie sich bei einer kostenlosen und unverbindlichen (Online) Demo beraten. Mit einem Klick auf das untere Bild gelangen Sie zu Ihrem persönlichen Termin!
Quelle:
Universal Robots
