Wesentliche Überlegungen zur Integration von Cobots in Ihre Anlage

Was ist ein Cobot?

Kollaborative Roboter, oder Cobots, sind eine Art Industrieroboter, der dafür designed ist, mit menschlicher Arbeit zusammenzuarbeiten, anstatt sie vollständig zu ersetzen. In den letzten Jahren haben sie mit ihrer Benutzerfreundlichkeit und oft einfacheren Integration in Werksprozesse einen größeren Anteil an der Automatisierungswelt gewonnen.

Cobots werdenmostly in Anwendungen eingesetzt, bei denen der Prozess einfach, geradlinig und oft High-Mix, Low-Volume ist. Sie bewegen sich typischerweise langsamer als ihre robotischen Pendants und sollten stoppen, wenn sie ein Objekt in ihrem Pfad berühren, dank Annäherungssensoren. Ihre langsamere Bewegung, kombiniert mit hoher Kollisionsempfindlichkeit (d. h. kompletter Betriebsstopp), hilft, Verletzungen zu verhindern.

Industrieroboter sind dafür designed, in eingezäunten Bereichen zu arbeiten, mit wenig bis keiner Chance, einen Mitarbeiter zu berühren, da ihre höheren Geschwindigkeiten und geringere Kollisionsempfindlichkeit wahrscheinlich zu Verletzungen oder Tod führen würden. Im Gegensatz dazu haben Cobots meist keinen schützenden Käfig um ihren Arbeitsbereich. Sie gelten allgemein als sicher in der Nähe von Arbeitern, aber man sollte die entsprechenden Sicherheitsanforderungen prüfen.

Da Cobots die Arbeitslast für Mitarbeiter reduzieren sollen, anstatt sie zu ersetzen, können Programmierzeiten verkürzt werden. Mitarbeiter können die komplexeren Aufgaben übernehmen, während der Roboter repetitive Arbeiten oder Heavy Lifting übernimmt.

 

Cobot-Programmierung

Cobots werden anders programmiert als Industrieroboter, die normalerweise einen dedizierten Robotik-Programmierer, Ingenieur oder jemanden erfordern, der speziell in robotischen Programmiersprachen und Best Practices geschult ist. Im Gegensatz dazu werden Cobots mit breiten Bewegungen programmiert und können oft erfolgreich ohne viel Hilfe vom Controller programmiert werden.

„Man muss kein Roboterprogrammierer, Roboteringenieur oder Automatisierungsingenieur sein, um den Cobot einzurichten und zum Laufen zu bringen“, sagte Joe Campbell, Senior Manager, Strategic Marketing and Applications Development bei Universal Robots, gegenüber Control Automation Redakteuren in einem Interview.

 

Abbildung 1. Die Programmierung eines Cobots ist im Allgemeinen eine einfache Aufgabe. Bild mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots

 

Die Programmierung eines Cobots kann so einfach sein, den Arm manuell durch verschiedene Punkte zu bewegen, die der Bediener auf dem gewünschten Pfad haben möchte. Während dieser Routine muss der Cobot in einen Programmiermodus versetzt werden, in dem der Roboter leicht von Hand bewegt werden kann.

Ein weiteres Beispiel für einfach zu programmierende Cobot-Systeme beinhaltet einen Palettier-Cobot. Der Bediener kann verschiedene Paletten und Prozesse programmieren, indem er ein paar einfache Schritte befolgt. Zuerst definiert er einen „Kasten“ um die Palette, um ihre Größe zu ermitteln, dann das Palettenmuster, gefolgt von der Beladung. Nach Definition aller Parameter wird der Bediener aufgefordert, einen Punkt zu programmieren, und die neue Routine ist abgeschlossen.

 

Cobots in der Fertigung

Cobots können zu verschiedenen Fertigungs- und Werksprozessen hinzugefügt werden. Nicht alle Prozesse sind gleich, und die genaue Anwendung sollte vor dem Hinzufügen eines Cobots berücksichtigt werden.

Cobots bieten einen einzigartigen Vorteil für Hersteller, die Lücken in der Belegschaft schließen möchten. Die Integration eines Cobots kann aktuellen Mitarbeitern helfen, mehr zu produzieren, ohne zusätzliche Arbeitskräfte oder Lohnkosten. Sie können günstiger in der Implementierung sein als Industrieroboter, oft bei halbem bis einem Drittel der Kosten eines traditionellen Robotersystems. Signifikante Einsparungen ergeben sich aus der Reduzierung professioneller Programmierung und Sicherheitsausrüstung im Vergleich zu Industrierobotik.

Laut Campbell wird der Arbeitskräftemangel „nicht so schnell verschwinden“.

 

Abbildung 2. Ein Cobot, der in einem Lager arbeitet. Bild mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots

 

Cobots können eine schnelle Inbetriebnahme bieten. Infrastruktur- und Ausfallzeitunterbrechungen können auf nur drei bis vier Wochen reduziert werden, während traditionelle Robotersysteme 12–16 Wochen von der Auslieferung bis zur endgültigen Installation benötigen. „Einige unserer Partner verpflichten sich tatsächlich, den Cobot vier Stunden nach Lieferung in der Fabrik in Produktion zu haben“, sagt Campbell.

 

Cobot-Anwendungen

Da Cobots im Allgemeinen einfacher in Produktionsprozesse zu integrieren sind, haben sie ein breites Branchenangebot. Traditionell würden kleinere Unternehmen vor Robotik zurückschrecken wegen der hohen Anfangskosten und der Schwierigkeit, Änderungen nach der Implementierung vorzunehmen. Mit Cobots können KMUs (kleine und mittlere Unternehmen) Robotik mit schnellerer Integration und günstigerer Investition nutzen.

Zusätzlich müssen Cobots nicht zwangsläufig ihre gesamte Nutzungsdauer in ihrer ursprünglichen Konfiguration betrieben werden. Einige Hersteller haben Cobots auf Wagen, die Mitarbeiter leicht zwischen Arbeitsstationen bewegen können, um nützliche Arbeit dort zu leisten, wo sie gebraucht wird. Campbell erklärt: „Die Auslastungsrate für den Cobot ist sehr hoch, und die Investitionsschwelle ist viel niedriger wegen der Flexibilität.“

Schweißen ist eine weitere nützliche Anwendung für Cobots. In den USA herrscht derzeit ein Mangel an qualifizierten Schweißern. Laut Campbell gibt es „irgendwo zwischen 75.000 und 85.000 offene Schweißerstellen heute. Das wird für die nächsten 10 Jahre nur wachsen.“

 

Abbildung 3. Ein Cobot führt mühsame Schweißnähte unter Arbeiteraufsicht aus. Bild mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots

 

Cobots werden in vielen Fällen eingesetzt, um den Schweißermangel zu lindern. Sie sind nützlich in Anwendungen, wo repetitive Schweißnähte üblich sind, oft kleine Nähte an kleinen Teilen. Diese Schweißnähte können mühsam sein, sodass ein Cobot die Zeit der Arbeiter freisetzt, um schwierigere Schweißnähte zu erledigen. Dieses Setup kann vorteilhaft sein, da es menschliche Arbeit in schwierigere Schweißnähte lenkt, wo eine höhere Marge auf ihre Arbeit erzielt wird.

 

Die Zukunft der Cobots

Cobots bieten einen anderen Ansatz zur Automatisierung als traditionelle Industrierobotik. Sie sind als arbeitssparendes System designed, nicht als Arbeitsplatzersatz. Campbell betont, dass er „in Jahrzehnten nie von einem Arbeitsplatzverlust durch Automatisierung gehört oder gesehen hat. Das ist einfach nicht der Fall. Entweder automatisieren Roboter Jobs, die Menschen nicht können oder nicht wollen.“

Dies schafft einen einzigartigen Vorteil in bestimmten Anwendungen, wo der Roboter repetitive Aufgaben unter Aufsicht eines Fabrikarbeiters übernimmt. Sie können auch Kunden helfen, die aus der Industrierobotik preislich herausgedrängt sind. Cobots haben niedrigere Anfangsinvestitionskosten, und ihre Gesamtkosten sind oft günstiger, da sie nicht so viel Sicherheitsinfrastruktur benötigen und reduzierte Programmierungskosten haben.

Wenn Hersteller die Einführung von Cobots in ihren Prozessen prüfen, müssen sie ihre Vorstellung von Robotern als „gefährlich“ zu Cobots als kollaborativ ändern. Cobots haben mehrere Sicherheitsprotokolle und können in Umgebungen operieren, die traditionelle Robotik nicht kann. Sie funktionieren gut bei langsamen repetitiven Aufgaben und haben sogar die Fähigkeit, auf einer mobilen Plattform zu operieren. Arbeitskräftemangel in der Fertigung hat den Cobot zu einem stärkeren Akteur in der Fertigungsindustrie gemacht, der von kleineren Betrieben bis zu großen Konzernen wie Ford und anderen großen Herstellern reicht.

Wohin sehen Sie Cobots in der Zukunft gehen?