Einführung in kollaborative Roboter

Einführung in kollaborative Roboter

2008 verkaufte Universal Robots den ersten kollaborativen Roboter (Cobot) an Linatex, einen dänischen Anbieter von technischen Kunststoffen und Gummi für industrielle Anwendungen. Dieser Roboter brach mit allen vorgefassten Vorstellungen darüber, wie Unternehmen Automatisierung in den Arbeitsplatz integrieren könnten. Ein kollaborativer Roboter arbeitet in einem definierten Raum direkt mit dem Menschen zusammen, ohne das Risiko eines schweren Unfalls oder schwerer Verletzungen. Die Attraktivität eines Cobots liegt nicht nur in seinem kollaborativen Element, sondern auch in seiner schnellen Installation und Kapitalrendite (ROI). Die kollaborative Roboterserie hat sich in verschiedenen Branchen durchgesetzt, was weitere Fortschritte in dieser Technologie ermöglicht und sie in Umgebungen außerhalb der Fertigung einführt.

Nach seiner Einführung verzeichnete der Sektor der kollaborativen Roboter ein explosionsartiges Marktwachstum. Im Jahr 2019 betrug der weltweite Umsatz kollaborativer Roboter 669,9 Millionen US-Dollar, wobei in diesem Jahr 22.459 Roboter ausgeliefert wurden. Der Markt war weiterhin erfolgreich, bis die globale COVID-19-Pandemie ausbrach, was zu einem starken Rückgang der Nachfrage führte, genau wie der Rest des Robotermarktes. Der Markt prognostiziert jedoch eine deutliche Erholung und wird 2021 mit 20 % seine bedeutendste Marktwachstumsrate erreichen. Das innovative Design des kollaborativen Roboters verleiht ihm die Vorteile eines Industrieroboters und bietet gleichzeitig Flexibilität, Sicherheit und Erschwinglichkeit; Damit ist er der beliebteste Roboter auf dem Markt.

Was diese Roboter „kollaborativ“ macht

Das innovative Design eines Cobots ermöglicht es Arbeitern, sicher mit dem Roboter in einem kollaborativen Raum zu interagieren, mit minimalem Verletzungs- oder Schadensrisiko. Cobots erreichen diesen hohen Sicherheitsstandard durch ein abgerundetes Design, sicherheitsbewertete Stoppüberwachung, Kraftbegrenzungen, handgeführte Programmierung und einen kompakten Körper. Das Stoppüberwachungsprogramm des kollaborativen Roboters erkennt Eindringlinge und Stopps, während er den Arbeitsbereich des Roboters belegt. Ein Beispiel hierfür wäre ein Arbeiter, der den kollaborativen Raum betritt, um mit dem Roboter zu interagieren, und ihn dazu bringt, vollständig anzuhalten, bis der Arbeiter den Arbeitsbereich des Roboters geräumt hat. Das abgerundete Design und die Kraftbegrenzung tragen auch zu einem weicheren Schlag beim Aufprall auf Arbeiter bei, was zu geringen bis keinen Verletzungen führt.

Neben Sicherheitsfunktionen bieten kollaborative Roboter den Benutzern eine hochmoderne und dennoch benutzerfreundliche Programmierschnittstelle. Werker können den kollaborativen Roboter bereits nach einer geringen Schulung einsetzen. Die Programmierung dieser Roboter ist für den Benutzer aufgrund der Handführungsfunktion, auch bekannt als FreeDrive-Modus, intuitiv. Der Benutzer kann den Weg des Roboters programmieren, indem er ihn physisch an die gewünschten Positionen bewegt. Die kollaborative Robotertechnologie wird weitere Fortschritte machen, da sich ihr Arbeitsumfang weiter ausdehnt.

Cobot-Anwendungen erweitern sich mit dem technologischen Fortschritt

Marktanalysten gehen davon aus, dass der Markt für kollaborative Roboter aufgrund mehrerer Faktoren weiter wachsen wird:

• Ein Mangel an qualifizierten Arbeitskräften (Fertigungskompetenzlücke)
• Mehr Branchen investieren in kollaborative Automatisierung
• Höhere Nachfrage nach einem Produkt
• Bedarf an Flexibilität in automatisierten Prozessen

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) sind die größten Käufer von kollaborativen Robotern. Der niedrigere Preis und eine geringere Anfangsinvestition in Cobots sorgen natürlich für einen besseren ROI. Ihre schnelle Integration und Flexibilität ermöglichen es KMUs, Ausfallzeiten und nicht produktive Aktivitäten während der Produktionszeiten zu reduzieren. Fortschritte in der kollaborativen Automatisierung haben dazu geführt, dass neue Branchen in Roboteranwendungen mit Cobots investieren. Unter diesen Branchen dürften die Automobil- und Elektronikbranche die wichtigsten Nutzer von kollaborativen Robotern sein.

Unternehmen verwenden kollaborative Roboter für Anwendungen, die sich stark wiederholen und eine hohe Präzision erfordern. Die drei beliebtesten Anwendungen von kollaborativen Robotern sind Materialhandhabung, Montage und Pick &Place. Diese Anwendungen machten 2019 71,9 % der Einnahmen aus kollaborativen Robotern aus und werden 2024 voraussichtlich einen Anteil von 62,7 % ausmachen. Neue Industrien, die in Cobots investieren, haben jedoch zu Experimenten mit verschiedenen Anwendungen geführt, insbesondere außerhalb der Fertigung. Ein gutes Beispiel dafür findet sich in der Gesundheitsbranche, wo Cobots zur Unterstützung in Operationen und anderen medizinischen Bereichen eingesetzt werden. Andere häufige Anwendungen, die von Cobots durchgeführt werden, sind Montage, Ausgabe, Endbearbeitung, Maschinenbeschickung, Materialhandhabung, Schweißen, Materialabtrag, Qualitätsprüfungen.

Passen Cobots gut zu Ihrem Unternehmen?

Kollaborative Roboter sind aus gutem Grund beliebt; sie sind jedoch nicht für jede Situation geeignet. Ein Unternehmen, das sich mit der kollaborativen Automatisierung befasst, müsste zunächst die zu automatisierende Aufgabe, die zu erfüllenden Anforderungen, die Risikobewertung der Lösung und die Beratung mit einem Anbieter von Automatisierungslösungen ermitteln. Bei der Investition in eine automatisierte Lösung müssen viele Faktoren berücksichtigt werden. Während sich die Cobot-Technologie immer schneller weiterentwickelt, haben diese Roboter immer noch gewisse Einschränkungen. Mit einem kompakten Design und einer schlanken Bauweise haben diese Roboter eine geringe Nutzlast und Reichweite im Vergleich zu ihren Industrieroboter-Gegenstücken. Die meisten gängigen kollaborativen Roboter können nur kleinere Nutzlasten zwischen 3-16 kg handhaben, wobei die höchste Nutzlastgrenze bei 35 kg liegt. Eine weitere mögliche Einschränkung kollaborativer Roboter ist ihre begrenzte Geschwindigkeit. Da Sicherheit oberste Priorität hat, wird die Geschwindigkeit normalerweise reduziert, um die Arbeiter zu schützen und das Risiko eines Aufpralls zu begrenzen. Der beste Weg, um zu entscheiden, ob kollaborative Automatisierung für Ihr Unternehmen geeignet ist, ist die Beantwortung dieser Fragen:

• Was ist das Ziel der Automatisierung?
• Ist die Einrichtung ein sicherer und wünschenswerter Ort für Arbeiter?
• Sind die automatisierten Prozesse fest oder veränderbar?
• Wird die Lösung manuelle Prozesse unterstützen oder eine komplette Fertigungslinie automatisieren?
• Wie viel Platz hat die Einrichtung für Automatisierungsgeräte?
• Welche Skalierbarkeitsanforderungen gibt es, um langfristiges Wachstum zu unterstützen?
• Was sind die Anforderungen an Nutzlast, Reichweite, Genauigkeit und Zykluszeit?

Nach Beantwortung all dieser Fragen kann sich ein Unternehmen an einen Anbieter von Automatisierungslösungen wenden, um die Optionen abzuwägen und sich für die vorteilhafteste Lösung zu entscheiden.

Kollaborative Roboter haben in den letzten Jahren aus gutem Grund stark an Popularität gewonnen. Fortschritte in der Automatisierungstechnologie machen sie in verschiedenen Anwendungen nützlich, und die erschwingliche Anfangsinvestition macht sie in vielen Branchen (innerhalb und außerhalb der Fertigung) wünschenswert. Wie bei jeder automatisierten Lösung ist es jedoch am besten, Fachleute zu recherchieren und zu konsultieren, bevor Sie entscheiden, ob kollaborative Roboter die beste Lösung für Ihr Unternehmen sind.