Roboter-App

Andreas Mühlbauer,

Cobot gegen Monotonie

Im baden-württembergischen Brackenheim demonstriert der metallverarbeitende Betrieb Honecker, wie kollaborative Roboter die menschlichen Kollegen unterstützen und sie von monotonen, körperlich anstrengenden Tätigkeiten entbinden.

Der taktile Cobot entlastet die Mitarbeiter bei monotonen Tätigkeiten. © TQ

Bereits seit 1976 stellt das mittelständische Unternehmen Honecker Stanz-, Biege- und Ziehteile aus Blech her und beliefert damit kleine und mittlere Firmen unterschiedlicher Branchen. Diese setzen die Honecker-Produkte unter anderem in Elektrowerkzeugen, Skiern und Skibindungen, elektromechanischen Komponenten, medizinischen Geräten oder Baukomponenten ein. So vielfältig wie die Anwendungen, so unterschiedlich sind auch die Formen und Geometrien der zu fertigenden Teile  – kein primäres Einsatzfeld für einen Roboter. Sehr zum Bedauern von Phelia Honecker, Projektleiterin bei Honecker und unter anderem zuständig für die Fertigung von Prototypen. Sie repräsentiert die dritte Generation des Familienbetriebs und hatte schon seit längerem auf die richtige Anwendung für einen Roboter gewartet.

„Als dann einer unserer Kunden eine große Anzahl bestimmter Stanzteile bestellte, die von den Mitarbeitern per Hand bearbeitet werden müssen, war für uns der Einstieg in Roboter-Ära geebnet“, erläutert Phelia Honecker. „Die Verarbeitung der Teile ist mit zahllosen manuellen Greifprozessen und dem Bewegen schwerer Elemente verbunden. Diese Arbeiten können zu Lasten der Gesundheit unserer Mitarbeiter gehen. Und das wollen wir auf jeden Fall verhindern.“ Bei der Prozessbewertung wurde Honecker schnell klar, dass ein klassischer Industrieroboter nicht zum Unternehmen passt. Als Honecker von dem taktilen Franka-Emika-Roboter erfuhr, wusste sie, dass dieser Cobot geeignet sein könnte. Ein wesentliches Entscheidungskriterium für die Auswahl war die einfache Handhabung sowie Programmierung des Roboters. Da die Mitarbeiter keine Roboterexperten sind, war der taktile Roboter die beste Wahl für das neue Projekt.

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Der Arbeitsprozess sieht wie folgt aus: Die gestanzte Aluminiumplatine kommt in einer Schablone aus der Schleifmaschine heraus. Dort übernimmt der Mitarbeiter die Schablone und führt eine optische Kontrolle durch. Sofern die gestanzten Teile in Ordnung sind und keine Beschädigungen aufweisen, gibt der Mitarbeiter diese für den Roboter frei. Dieser fährt nun zu der zuvor definierten Position, greift die Stanzteile mit Hilfe eines festgelegten Anpressdrucks und mittels eines zugeschalteten Vakuums auf, legt sie auf den Stapel in der dafür bestimmten Kiste ab und löst dann das Vakuum auf.

Cobot-App von TQ ermöglicht intelligentes Stapeln

Die besondere Herausforderung dieser Anwendung besteht darin, dass für die Ablage der Stanzteile kein konstanter Wert programmiert werden kann, da der Stanzteilstapel keine fest definierte Höhe hat – mit jedem abgelegten Teil wächst er, entnimmt ein Mitarbeiter Stanzteile, so reduziert sich seine Höhe. Die Lösung für die anspruchsvolle Aufgabe liefert die von TQ entwickelte App „Move-to-contact“ für den Franka Emika. Dieser Funktionsbaustein kommt immer dann zum Einsatz, wenn eine Positionsgröße beziehungsweise Kontaktfläche variabel ist. In diesem Fall kommt die „Sensitivität“ des Roboters zum Tragen. Das heißt: Der Franka-Emika-Roboter bewegt seinen Arm mit dem aufgegriffenen Stanzteil bis zu der Position, an der er Kontakt zur obersten Stapellage registriert. Dies ist für ihn das Zeichen, das Vakuum abzuschalten und das Stanzteil abzulegen.

Obgleich dieser Prozess recht kompliziert klingt, lässt er sich über die App mit nur drei Klicks programmieren. Phelia Honecker erläutert: „Wir haben den Cobot selbst aufgebaut und mit Hilfe der anschaulichen TQ-Tutorials eigenständig programmiert. Den Arbeitsprozess haben wir dank der intuitiven Bedienung selbst eingesteuert, und dieser lief schon nach kurzer Zeit sehr gut. Lediglich beim Finetuning brauchten wir Unterstützung durch das TQ-Experten-Team.“ Auch bei der Entwicklung des Greifwerkzeugs für den Roboterarm konnte Honecker seine eigene Expertise einsetzen: Der hausinterne Werkzeugbau hat den Greifer entsprechend der eigenen Anforderungen selbst gefertigt. Dieser kann nun bei Bedarf mehrere Teile auf einmal greifen und mit dem Vakuumsystem weiter transportieren.

Die anfängliche Skepsis der Belegschaft war bereits nach kurzer Zeit überwunden, als sich zeigte, wie schnell der taktile Roboter die für die Mitarbeiter unangenehmen, monotonen und körperlich anstrengenden Tätigkeiten übernahm. „Wir alle möchten den Cobot nicht mehr hergeben“, so die einhellige Meinung. Ein weiteres Plus für Honecker ist die Qualitätssteigerung durch die gleichbleibende Präzision, mit der Franka Emika arbeitet. Auch nach zehn Stunden kontinuierlicher Greif- und Ablegeprozesse gibt es keine Konzentrations- oder Ermüdungserscheinungen.

Für Christian Honecker, zuständig für die kaufmännische Leitung des Unternehmens, stellt die kollaborative Robotik-Lösung von TQ ebenfalls einen hohen Mehrwert dar. „Wir hatten zuvor andere Roboterlösungen evaluiert, jedoch war deren Einsatz immer zu komplex. So hätten wir hohe Kosten für die Roboterschulung der Mitarbeiter investieren und einen großen Bauraum vorhalten müssen. Zudem geht die geforderte Produktionsflexibilität mit einem Industrieroboter verloren. Bei der enormen Vielfalt an unterschiedlichen Teilen, die wir fertigen, wäre das für uns nicht realisierbar.“ TQ-Cobot-Systeme sind dagegen so ausgelegt, dass ein Mitarbeiter durch die Handführung des Systems die Programmierung durchführt und im Störfall direkt mit dem Franka Emika interagiert. Das ist einfach, intuitiv und schnell erlernbar. Durch die sieben Achsen des Roboters ist dies selbst auf kleinstem Bauraum möglich.

Und was rät Phelia Honecker anderen Unternehmen, die vor ähnlichen Überlegungen stehen? „Einfach ausprobieren und keine Scheu haben.“ Sie fügt hinzu: „Wir sind beeindruckt, in welch kurzer Zeit die komplette Lösung einsatzbereit war. Und wenn Probleme auftauchen, lieferte das TQ-Team schnell und kompetent Unterstützung.“

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