Wie Cobots die Fertigung revolutionieren: Integration & Vorteile

Cobots helfen Herstellern, Herausforderungen wie Fachkräftemangel und Kostensteigerungen zu bewältigen. Der Einsatz von Cobots in der Fertigung nutzt die Fähigkeiten der Menschen in der Fabrik, damit sie mehr leisten können. Cobots sind noch eine relativ neue Technologie, daher hier eine Einführung in die Maschinen und die Vorteile ihrer Nutzung.

Cobot-Überblick

„Cobot“ ist die Abkürzung für „kollaborativer Roboter“. Dies sind fünf- und sogar sechsechsachsige Arme wie die Industrieroboter, die die meisten Menschen kennen, aber sie haben einen signifikanten Unterschied: Ein Cobot kann sicher neben menschlichen Arbeitern arbeiten.

Traditionelle Roboter sind leistungsstarke, schnell bewegte Maschinen. Zudem ist es im Gegensatz zu den Bewegungen eines Werkzeugmaschinen nicht immer offensichtlich, wohin der Arm sich bewegen wird. Diese Eigenschaften machen Roboter gefährlich in der Nähe, weshalb sie aufwendige Sicherheitsvorrichtungen und Käfige benötigen.

Ein Cobot verfügt über Technologie, die das Risiko für Menschen eliminiert. In den meisten Fällen wird dies durch Begrenzung der Leistung und Kraft erreicht, die der Roboter bei der Bewegung einsetzen kann. Er kann auch Sensoren haben, die erkennen, wenn er ein Hindernis berührt. Einige nutzen sogar Kameras und andere Sensoren, um die Nähe zu menschlichen Arbeitern zu erfassen.

Die Rolle von Cobots in der Fertigung

Cobots sind ideal für Materialhandhabung, Montage, Dosieren und Inspektionsjobs. Sie können Schutzvorrichtungen öffnen und schließen und Maschinen be- und entladen. Sie können kleine Teile oder Gegenstände heben und platzieren, Dichtstoffe oder Klebstoffe auftragen und Kameras oder andere Sensoren tragen.

Die Sicherheit eines Cobots hängt mit der Aufgabe zusammen, für die er eingesetzt wird, insbesondere wenn er ein Werkzeug trägt. Während der Cobot niemanden verletzt, der zu nahe kommt, ist es dennoch möglich, dass etwas wie ein Messer oder ein Schleifrad eine Verletzung verursacht. Aus diesem Grund sollte jede Cobot-Anwendung einer Risikobewertung unterzogen werden.

Die Eliminierung der Notwendigkeit für Sicherheitszäune bedeutet, dass ein Cobot schneller und mit weniger Kosten implementiert werden kann als ein traditioneller Roboter. Das bedeutet, sie können für relativ kurze Produktionsläufe eingesetzt und dann an einen anderen Ort in der Fabrik versetzt und mit einer anderen Aufgabe betraut werden.

Cobot-Typen

Der ISO 10218-Sicherheitsstandard für Industrieroboter definiert vier Typen, unterschieden danach, wie sie sicheren Betrieb erreichen. Dies sind:

• Sicherheitsüberwachter Stopp – Sensoren erkennen, wenn ein Mensch zu nahe kommt
• Geschwindigkeit und Trennung – Kameras messen die menschliche Nähe und verlangsamen oder stoppen den Roboter entsprechend
• Leistungs- und Kraftbegrenzung – leistungsschwächere Maschinen mit Kollisionsdetektoren und schnellen Reaktionen
• Handgeführt – wo der Arm direkt von einem Menschen gesteuert wird

Die ersten beiden Typen auf dieser Liste sind im Allgemeinen große, leistungsstarke Maschinen des traditionellen Robotertyps. Das macht sie teuer in Anschaffung und Implementierung, auch wenn sie keine Schutzzäune benötigen.

Leistungs- und kraftbegrenzte Maschinen sind die, die am häufigsten als Cobots betrachtet werden. Diese sind weniger steif als traditionelle Maschinen und haben eine geringere maximale Nutzlast. Ihre positionale Wiederholgenauigkeit ist meist etwas geringer. Techman-Roboter exemplifizieren diesen Kollaborationsansatz.

Handgeführte Cobots sind nützlich, um das Gewicht eines schweren Werkzeugs zu tragen und Bedienerschwankungen zu entfernen. Sie reduzieren Ermüdung und Verletzungsrisiko und verbessern die Qualität. Was sie nicht tun, ist, den Arbeiter für zusätzliche Aufgaben freizusetzen.

Cobot-Programmierung

Bei der Auswahl eines Roboters sollten Sie berücksichtigen, wie die Bewegungsbahnen programmiert werden. Ein wichtiger Vorteil von leistungs- und kraftbegrenzten Cobots ist ihre einfache Programmierung. Dies beinhaltet das physische Bewegen des Arms an die benötigte Position und das Speichern jeder Position. Techman-Roboter ergänzen dies mit einer grafischen Flussdiagramm-Darstellung der gespeicherten Punkte zusammen mit allen programmierten Verzögerungen.

Mit diesem Ansatz sind keine Spezialkenntnisse erforderlich, während das Flussdiagramm die Programmbearbeitung erleichtert, falls nötig. Zudem lässt sich das Programm problemlos bei voller Geschwindigkeit testen. Im Gegensatz dazu benötigen traditionelle Roboter einen qualifizierten Programmierer und der Test muss bei niedrigen Geschwindigkeiten und mit großer Vorsicht durchgeführt werden.

Auswirkungen und Vorteile von Cobots

Jede Sequenz sich wiederholender Bewegungen über kurze Distanzen kann eine gute Anwendung sein. Maschinenbeschickung und Be- und Entladen sind gute Beispiele.

Die Zuweisung solcher Aufgaben an einen Cobot setzt einen menschlichen Arbeiter für andere, komplexere Aufgaben frei. Dies könnte Inspektion, Betreuung anderer Maschinen oder Prozesse oder die Analyse von Leistung und Identifizierung von Verbesserungspotenzialen umfassen. Cobot-Nutzer berichten viele Vorteile von ihren Maschinen, darunter:

• Höhere Arbeitsproduktivität
• Erhöhte Maschinenauslastung
• Höhere Ausbringungsraten
• Verbesserte Qualität
• Kurze Amortisation/guter ROI
• Kein Experte für Programmierung nötig
• Geringere Bedienerermüdung
• Erhöhte Arbeitszufriedenheit der Bediener

Potenzielle Cobot-Anwendungen identifizieren

Wenn Sie das Potenzial für Cobots in Ihrem Fertigungsbetrieb erkunden möchten, kann JH Foster helfen. Kontaktieren Sie uns, um eine Beratung mit einem unserer Robotik-Anwendungsspezialisten zu vereinbaren.

Kollaborative Roboter sind ideale Kollegen und können mit Spitzenleistung arbeiten. Um zu erfahren, wie kosteneffektiv diese Lösung sein könnte, berechnen Sie Ihren ROI.