Mit kollaborativen Robotern arbeiten und wachsen

Roboter sind länger Teil der Industrie, als Sie vielleicht denken. Das Patent für den ersten Industrieroboter Unimate wurde 1961 erteilt. Während Roboter manchmal von größeren Herstellern wie Automobilherstellern (OEMs) eingesetzt wurden, waren sie für kleine und mittlere Hersteller (SMMs) selten eine Option.

Die Zeiten haben sich jedoch geändert. Roboter werden heute oft als wesentliche Werkzeuge für SMMs angesehen, die es kleineren Unternehmen ermöglichen, mit größeren Akteuren zu konkurrieren. Dies ist insbesondere bei der neuen Welle der „kollaborativen Roboter“ der Fall. Laut der Robotics Industries Association ist ein kollaborativer Roboter, auch bekannt als „Cobot“, speziell dafür konzipiert, direkt mit Menschen Seite an Seite in einem definierten kollaborativen Arbeitsbereich zusammenzuarbeiten.

Was bieten Cobots Herstellern?

Für jeden vielbeschäftigten Produktionsmitarbeiter, der sich einen zusätzlichen Arm wünscht, können kollaborative Roboter Hightech-Arme mit Kameras und Bewegungssensoren mit unterschiedlichen Reichweiten und Traglasten bereitstellen. Im Gegensatz zu herkömmlichen „autonomen“ Ein-Job-Maschinen kann die kollaborative Robotertechnologie mehrere Hand-Arm-Bewegungen nachahmen, die für sich wiederholende Aufgaben wie die Inspektion kleiner Autoteile oder Radnabenbaugruppen erforderlich sind.

Kollaborative Roboter können verwendet werden, um Mitarbeiter von sich wiederholenden Aufgaben zu befreien, damit sie sich auf Aufgaben konzentrieren können, die fortgeschrittenere Fähigkeiten erfordern. Zum Beispiel können drei Personen, die sich zuvor auf die Inspektion eines einzelnen Behälters konzentrierten, jetzt Aufgaben wie dem Führen eines Gabelstaplers zugewiesen werden, so Brian Pelke, Präsident von Kay Manufacturing in Calumet City, Illinois. „Wir möchten, dass sie mehr ihr Gehirn als ihre Hände benutzen“, sagte Pelke.

Pelke hat kürzlich in einer Chicago Tribune auf die vielen ROI-Vorteile von kollaborativen Robotern hingewiesen Artikel. Pelke kaufte seinen ersten kollaborativen Roboter für weniger als 50.000 US-Dollar und hatte ihn innerhalb von 30 Tagen vollständig einsatzbereit. Die Mitarbeiter brauchten weniger als 90 Minuten, um das grundlegende Programmier-Tutorial abzuschließen.

Pelke gibt an, dass Cobots Kay etwa 150.000 US-Dollar an Verpackungskosten eingespart haben, indem sie die Aufgaben des Maschinenbedieners von der Verpackung fertiger Teile wegverlagert haben. Pelke stellte fest, dass die Maschinen visuelle Mängel in Autoteilen durchweg erkennen können, während Menschen – die möglicherweise müde oder abgelenkt werden – die Mängel nur 9 von 10 Mal erkennen.

Ein weiterer Vorteil von Cobots ist ihre Mobilität, wodurch sie sich an fast jeden Arbeitsbereich anpassen können. Die meisten Maschinen wiegen deutlich unter 80 Pfund und haben eine Stellfläche von nur Zoll. Sie benötigen für den Betrieb weit weniger Energie als herkömmliche Roboter und können für mehrere Anwendungen neu eingesetzt werden, ohne das Produktionslayout zu ändern. Cobots sind ideal für kleine Arbeiten und schnelle Umrüstungen und leisten

Wiederkehrende Aufgaben mit sehr hoher Konsistenz.

Was die Zukunft für kollaborative Roboter bereithält

Der Gesamtumsatz mit Robotern soll bis 2026 um 34 % steigen, wobei die weltweiten Ausgaben für Roboter laut Tribune auf 13 Milliarden US-Dollar geschätzt werden Artikel. Und die Robotic Industries Association meldete kürzlich, dass im ersten Quartal 2018 eine Rekordzahl von Robotern an nordamerikanische Unternehmen ausgeliefert wurde.

Cobots machen derzeit jedoch nur drei Prozent des Roboterumsatzes aus, wie in der Tribune berichtet Artikel, möglicherweise aufgrund der Tatsache, dass die kollaborative Robotertechnologie noch immer ein aufstrebendes Feld ist.

Formale Sicherheitsstandards für Roboter wurden erst 2016 eingeführt, als die Internationale Organisation für Normung (ISO) die technische ISO-Spezifikation (TS) 15066 veröffentlichte. Das American National Standards Institute (ANSI) hat die ISO/TS 15066 übernommen, die im selben Jahr wie ANSI/RIA Technical Report R15.606 (RIA ist die Robotic Industries Association).

Nach diesen Standards gelten Roboter als „sicher“, wenn ein ausreichender Abstand zwischen Personen und den aktiven Maschinen besteht und die Übertragung von Kräften und Druck im Kontaktfall eingeschränkt ist.

Diese Sicherheitsrichtlinien bieten einen hervorragenden Ausgangspunkt für weitere Forschungen, so das National Institute of Standards and Technology (NIST), eine Agentur des US-Handelsministeriums, die Wissenschaft nutzt, um Innovationen für die USA voranzutreiben Hersteller. Neben der laufenden Forschung zur kollaborativen Robotersicherheit führt das NIST zwei Forschungsinitiativen durch, die sich auf die Feinheiten von Menschen beziehen, die Seite an Seite mit Robotern und Cobots arbeiten, was laut Elena Messina große Zuwächse sowohl in Bezug auf Sicherheit als auch Produktivität verspricht , Programmmanager, Messwissenschaft für Fertigungsrobotik bei NIST.

1. Sichtbarkeit

Viele Cobots verfügen über integrierte Kameras, mit denen sie ihre Umgebung wahrnehmen können. Damit sie richtig funktionieren, muss es eine Schnittstelle zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Roboterkoordinatensystem geben. Laut Messina arbeitet NIST an der Entwicklung von Werkzeugen, um diese Koordination zu verbessern, indem Fragen gestellt werden wie:"Hat sich der Roboter von seiner Position verlagert?" und „Ist das Koordinatensystem auf die tatsächliche Umgebung ausgerichtet?“

Die Forschung von NIST zur Sichtbarkeit von Robotern befasst sich auch genauer mit Kameras und Algorithmen, mit denen Menschen erkannt und verfolgt werden können, die die Sicherheit und die allgemeine Mensch-Roboter-Interaktion verbessern.

2. Programmierung

Es ist nicht schwer, Cobots für die meisten Fertigungsaufgaben zu programmieren, aber es könnte noch einfacher sein. Und je einfacher es ist, desto weniger Möglichkeiten gibt es für vom Menschen verursachte Fehler, die zu Sicherheitsproblemen und Produktionsproblemen führen können. Zu diesem Zweck entwickelt NIST derzeit Prototypen fortschrittlicher Schnittstellen, die auf Augmented Reality und Virtual Reality basieren, um die Cobot-Programmierung intuitiver zu gestalten, so Messina.

Was Hersteller derzeit mit kollaborativen Robotern tun

Während sich die Sicherheitsstandards und Technologien für das Management von Cobots weiterentwickeln, arbeiten kollaborative Roboter bereits in unmittelbarer Nähe zum Menschen in der Werkstatt, oft ohne dass zusätzliche Schutzzäune oder Abschirmungen erforderlich sind. Unter Einhaltung der aktuellen Sicherheitsrichtlinien sind sie in der Lage, wiederkehrende Aufgaben zu übernehmen, die für die Arbeiter ein wiederkehrendes Verletzungsrisiko darstellten – und das alles für viel weniger als bei herkömmlichen Werkstattmaschinen.

Vom Sortieren und Verpacken bis hin zum Kleben und Montieren – kollaborative Roboter können schnell programmiert werden, um Aufgaben zu rationalisieren wie:

• Qualitätsprüfungen
• Polieren
• Maschinenpflege
• Schrauben
• Spritzguss
• Montage
• Auswählen und platzieren

Mitarbeiter wie David Young bei Kay Manufacturing behaupten, dass sie Aufgaben wie die Sichtprüfung kleiner Autoteile, die von kollaborativen Robotern im Unternehmen übernommen wurden, nicht versäumen werden. Bei einem Interview mit der Tribüne , sagte Young, dass Cobots jetzt die manuelle Arbeit erledigen, die ihm Arthritis in seinen Händen und Füßen bescherte. "Es ist schwer, jede Kleinigkeit zu sehen", sagte er. „Das wird meine Arbeit erleichtern.“

Wenn Sie ein SMM sind und die vielen Möglichkeiten, die Cobots bieten, noch nicht genutzt haben, gibt es keine bessere Zeit als jetzt! Verbinden Sie sich mit Ihrem lokalen MEP-Zentrum innerhalb des MEP National Network ^TM um mehr darüber zu erfahren, wie Cobots auch Ihnen helfen können.