Cobots und die Zukunft fortschrittlicher Robotik in der Fertigung

In der Vergangenheit war die Automatisierung in der Fertigung ein kleiner Hammer. Und wie Maschinenbediener und Betriebsleiter gleichermaßen wissen, ist nicht jedes Problem ein Nagel.

Glücklicherweise hat sich die Automatisierung in der Fertigung in den letzten Jahren erheblich weiterentwickelt und bietet agilere, kostengünstigere und sicherere Lösungen für die schlimmsten Probleme der Fertigung. Kollaborative Roboter, auch bekannt als „Cobots“, sind eine aufstrebende Gruppe von Robotern, die die ISO-Kriterien erfüllen, „Aufgaben kollaborativer Art auszuführen, während sie ihren gesamten oder einen Teil ihres Reichweiteraums mit menschlichen Bedienern teilen“. Sicheres und effizientes Arbeiten neben menschlichen Bedienern ist zwar das bestimmende Merkmal kollaborativer Roboter, aber es gibt eine lange Liste von Vorteilen, die diese leichteren, intelligenteren Roboter im Vergleich zu ihren herkömmlichen Gegenstücken bieten.

Was ist der Unterschied zwischen Cobots und herkömmlichen Industrierobotern?

Dank eingebetteter Sicherheit und externer Kraftsensoren müssen Cobots nicht immer vor menschlichen Bedienern geschützt werden. Während ihre geringere Größe und die integrierten Sicherheitsfunktionen dazu führen, dass kollaborative Roboter viel geringere Nutzlastkapazitäten und langsamere Geschwindigkeiten haben als ihre großen, stationären Hochgeschwindigkeits-Industrieroboter-Pendants, führen Cobots viele der gleichen Aufgaben aus, aber sie tun dies zusammen mit menschlichen Bedienern, die dies können können sich schnell an Prozessvariationen anpassen und dem Roboter sogar neue Prozesse beibringen, ohne langwierige Abschalt- und Sperrverfahren durchlaufen zu müssen.

Herkömmliche Industrieroboter wie kartesische, SCARA-, Knickarm- und Delta-Roboter können bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit wenig bis gar keinen Abweichungen und beim Heben großer Nutzlasten oder beim Aufbringen erheblicher Kräfte sehr effektiv sein. Aber in Situationen mit häufigen Prozessschwankungen können diese großen, schweren, stationären und teuren Maschinen mehr Ausfallzeiten verursachen, als sie wert sind. Kollaborative Roboter sind nicht nur weniger kostspielig, sie sind auch leicht genug, um zu verschiedenen Arbeitsplätzen bewegt zu werden, und lassen sich leicht programmieren und von normalen menschlichen Bedienern „lehren“.

Darüber hinaus entlastet die Zusammenarbeit mit diesen sicheren, leicht programmierbaren Robotern menschliche Arbeiter von der Verrichtung der hirnraubendsten und unergonomischsten Arbeit der Einrichtung. Die einfache Programmierung und Lernfähigkeit kollaborativer Roboter machen sie zu zuverlässigen, unstreitbaren Mitarbeitern.

Sicherheit und Effizienz mit fortschrittlicher kollaborativer Robotik

„Die Roboter kommen, um unsere Jobs zu übernehmen!“ mag für eine skandalöse Schlagzeile sorgen, es ist kaum ein genaues Abbild der Zukunft, die kollaborative Roboter in der Fertigung darstellen. Anstatt menschliche Arbeiter zu ersetzen, sind Cobots speziell dafür konzipiert, menschlichen Arbeitern zu helfen, indem sie die unangenehmsten und/oder unsichersten Aufgaben übernehmen und die Arbeit menschlicher Arbeiter angenehmer machen. Angesichts einer immer dünner werdenden Belegschaft sind sich menschliche Bediener und Manager gleichermaßen einig, dass die Arbeitnehmer jede Hilfe gebrauchen können, die sie bekommen können. Cobots sind die dringend benötigte Versorgung für die Nachfrage der Belegschaft nach verstärkter Unterstützung.

Die Arbeitssicherheit, die in jeder Anlage höchste Priorität haben sollte, kann in der Nähe herkömmlicher stationärer Roboter, die keine eingebauten Sicherheitsfunktionen haben, schwierig und mühsam zu schützen sein. Selbst durch strenge Schutz- und Sperrverfahren geschützt, sind diese traditionellen Industrieroboter eine allgegenwärtige Gefahr für die menschlichen Arbeiter in Ihrer Anlage. Bei kollaborierenden Robotern ist dies nicht der Fall. Dank eines Netzwerks aus optischen und externen Kraftsensoren erfassen kollaborative Roboter Objekte – wie Menschen – um sie herum und reagieren entsprechend. Sobald eine einfache Risikobewertung nach der Installation abgeschlossen ist, können Cobots sicher neben Menschen in jeder Umgebung arbeiten, die für den menschlichen Betrieb sicher ist. Kollaborative Roboter sind auch ideal für die schnelle Programmierung. Mit Hilfe von kollaborativen Robotern können menschliche Bediener sicherer sein und ihre aktuelle Arbeit mehr genießen – bei gleichzeitiger Steigerung der Produktivität und Genauigkeit.

Im Jahr 2019 listete Forbes die fünf wichtigsten Wachstumsanwendungen für kollaborative Roboter auf:Kommissionieren / Verpacken / Palettieren, Schweißen, Montage, Materialhandhabung und Qualitätsprüfung. Cobots werden auch in der gesamten Automobilindustrie eingesetzt.

Robotergreifer für kollaborative Roboter

Wie Knickarm- und SCARA-Roboter können Cobots mit einer breiten Palette an Roboterzubehör und Greifern ausgestattet werden, die für verschiedene Anwendungen ausgelegt sind. Dank der Flexibilität von kollaborativen Robotern lassen sich Cobot-Greifer in der Regel schnell austauschen. Greiferwechsel können schnell von menschlichen Bedienern durchgeführt werden – wiederum ohne dass Maschinen abgeschaltet oder gesperrt werden müssen – oder die Cobots können so programmiert werden, dass sie ihre eigenen Köpfe wechseln.

Cobot-Greifer sind in einer Vielzahl von Konfigurationen erhältlich, darunter Zwei-Finger-, Palettierer-, Magnet-, Einzelgreifer-, Drei-Finger-, Vakuum-, Soft- und kundenspezifische Anwendungen. OnRobot beispielsweise, einer unserer branchenführenden Roboterlieferanten, hat den Palettierbetrieb mit spezialisierten Cobot-Greifern sowohl für die Palettierung als auch für die Handhabung von Zwischenlagen, Hubs mit hoher Nutzlast und geführter Flussprogrammierung für schlüsselfertige Operationen revolutioniert.

Kollaborative Roboter und die Zukunft der Fertigung

Branchenexperten weisen seit mehreren Jahren mit zunehmendem Eifer auf Cobots als nächste Stufe in der fortschrittlichen Fertigung hin, aber die Aufregung hat im Zuge von COVID erheblich an Dynamik gewonnen. Im Jahr 2019 berichtete das TCT Magazine, dass „Cobots eine größere Agilität und Reaktionsfähigkeit bieten als Industrieroboter, wodurch sie gut aufgestellt sind, um die sich ändernden Anforderungen des Fertigungsprozesses zu erfüllen“, und listete unter den Unternehmen BMW, Nissan und das Additive Manufacturing Fieldlab des Rotterdamer Hafens auf wegweisende Cobot-integrierte Prozesse. Die Smart Automation Certification Alliance betonte im Januar dieses Jahres die herausragende Bedeutung von Cobots. Während die Belegschaft in einer Post-COVID-Welt weiterhin eine neue Arbeitsweise findet, deuten alle Anzeichen auf eine zunehmend integrierte Mensch-Roboter-Belegschaft hin.

Es ist nicht gerade die cyborgische KI-Übernahme, die in Science-Fiction dargestellt wird. Ganz im Gegenteil – Cobots sind buchstäblich darauf ausgelegt, mit Menschen freundlich umzugehen und sie bei ihren Aufgaben zu unterstützen. Vielleicht wird die zunehmende Präsenz kollaborativer Roboter in der Belegschaft in nicht allzu ferner Zukunft die negative Einstellung der Gesellschaft gegenüber KI mildern, da Cobots die Leistungsfähigkeit fortschrittlicher Roboterlösungen zur Verbesserung des menschlichen Lebens demonstrieren.

Zusammenfassend:Kollaborative Roboter kommen nicht für die Arbeit der Arbeiter, sondern sind hier, um Einrichtungen dabei zu helfen, die anhaltende Produktnachfrage in einer sich schnell entwickelnden – und unterbesetzten – Belegschaft zu erfüllen. Mit der richtigen kundenspezifischen Anwendung bieten Cobots Herstellern nicht nur die Möglichkeit, Effizienz und Produktion zu steigern, sondern auch die Sicherheit und Zufriedenheit der menschlichen Arbeiter.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie kollaborative Roboter den Betrieb in Ihrer Einrichtung verbessern können, wenden Sie sich an unser Fachpersonal.

Möchten Sie sehen, wie viel Sie durch den Kauf eines Roboters sparen können? Unser Robotics Savings Calculator hilft Ihnen, die dreijährigen Kosteneinsparungen durch die Implementierung einer Robotiklösung von John Henry Foster abzuschätzen. Einsparungen können bei den Kosten für Mitarbeiter im Vergleich zu Robotern, Einsparungen bei den Kosten pro Produktionseinheit und Einsparungen bei den Betriebskosten pro Stunde gesehen werden.