Industrieroboter

Andreas Mühlbauer,

Flexible Handhabung mit Cobots

Der Einsatz von Cobots hat viele Vorteile gegenüber dem konventioneller Roboter – insbesondere bei der Flexibilität für sich verändernde Anwendungen. Wie sich die robotischen Mitarbeiter in bestehende Produktionen integrieren lassen, erläutert Nicolas Lauzier, Senior Product Manager beim Spezialist für Palettier-Lösungen, Robotiq.

Cobots lassen sich durch einfache Programmierung einfach an unterschiedliche Bin-Picking-Anwendungen anpassen. © Robotiq

Wir bemerken dank ihrer einzigartigen Flexibilität einen zunehmenden Einsatz von Cobots über ein breites Spektrum von Anwendungen. Während Unternehmen für ihren täglichen Betrieb Standard-Industrieroboter einsetzen, wächst der Einsatz von Cobots bei Anwendungen, für die eine größere Flexibilität erforderlich ist, was jedoch nicht auf Kosten von Volumen oder Leistung geht. Das ist insbesondere bei Anwendungen der Fall, bei denen die Produkte derzeit manuell verarbeitet werden. Dies bedeutet, dass eine signifikante Modifizierung oder Neukonfiguration des physischen Produktumfelds nicht erforderlich ist.

Einer der Hauptfaktoren beim zunehmenden Einsatz von Cobots ist die einsatzbereitere Verfügbarkeit von einfacheren und kosteneffektiveren Systemen, die Standardhardware, Bestückung und Hilfs- komponenten umfassen. Dies stellt eine attraktive Alternative zu größeren und festen Automatisierungssystemen dar. Auch wenn diese Systeme größere Investitionen erfordern, kann ihr Einsatz viel Zeit beanspruchen und möglicherweise nur für ein einzelnes Teil oder eine einzelne Anwendung geeignet sein – mit einer entsprechend langen Amortisationszeit.

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Speziell im Bereich der Palettierung hat man traditionell die Wahl zwischen „gebündelten“ Systemen, bestehend aus einer Reihe von Komponenten von verschiedenen Lieferanten, die als Standardlösung verpackt werden, oder der Zusammenarbeit mit einem Lieferanten, um eine maßgeschneiderte Lösung auf der Grundlage eines beliebigen Produktivitätsziels zu schaffen. Maßgeschneiderte Lösungen führen oft zu einer verlängerten Entwicklungs- und Testzeit. Dadurch entsteht ein System, dessen Neukonfiguration oder Neueinsatz eine große Herausforderung darstellen kann, wenn sich die Anforderungen im Nachhinein ändern.

Systeme anhand von Simulationen bewerten

Allerdings ermöglicht die Verwendung von Standardprodukten für eine Cobot-Palettieranwendung in Form eines Cobot-Palettierers eine schnellere Simulation der Anwendung in ihrer Durchführbarkeit und Vorhersagbarkeit sowie bezüglich des wahrscheinlichen Durchsatzes und der Amortisationszeit. Einige der führenden Unternehmen in diesem Bereich bieten sogar kostenlose Online-Konfiguratoren speziell für diesen Zweck an. Dort lässt sich eine Analyse auf der Grundlage beispielsweise von Teileabmessungen, Gewicht und erforderlichem Durchsatz durchführen. Dieser Ansatz ermöglicht zudem eine zügigere Risikobewertung im Vergleich zu komplexeren Systemen, die aus Komponenten verschiedener Anbieter bestehen und bei denen es möglicherweise keine universell kompatible Software gibt. In diesem Fall ist bei jeder Modifizierung der Anwendung eine völlig neue Risikobewertung erforderlich, die unter Umständen mit beträchtlichen Kosten und Verzögerungen verbunden ist, um die Auswirkungen der neuen Anwendung auf die Produktionsumgebung und die darin befindlichen Systeme zu bewerten.

Mit Cobots gestalten sich Palettierungsaufgaben einfacher und flexibler als mit konventionellen Systemen. © Robotiq

Treibende Kraft der Anpassung ist die Entwicklung leicht zu integrierender Anwendungskits, die es Unternehmen ermöglichen, die Vorteile der automatisierten Palettierung zu nutzen. Diese Lösung bietet all die Flexibilität, die mit der traditionellen Roboter-Palettierung verbunden ist, und basiert in der Regel auf kleineren Cobots, die keine Käfige oder Zäune benötigen, da sie Menschen, die sich in der Nähe bewegen, erkennen und entsprechend reagieren können. Gleichzeitig liefern sie einen guten Durchsatz und lassen sich leicht umprogrammieren, wenn sich die Produktionsanforderungen ändern.

Ein Beispiel könnte die Anwendung in einer Lebensmittel-, Getränke- oder Konsumgüteranlage sein, wo das ganze Jahr über hergestellte Standardprodukte auf speziellen Palettierlinien von größeren, vor Ort installierten Robotersystemen verarbeitet werden. In diesem Fall können gelegentliche oder spezifische Anwendungen wie Weihnachts- oder kundenspezifische Artikel mit einer anderen Karton-Abmessung von einem Standard-Cobot-System übernommen werden, das sich schnell umprogrammieren und anderweitig einsetzen lässt.

Der Cobot beim Bin-Picking

Ein weiteres Beispiel für den Beitrag von Cobots ist das Bin-Picking. Traditionelle Ansätze konzentrierten sich darauf, dass ein Roboter mit seinem Bildverarbeitungssystem Gegenstände lokalisieren, dann greifen und korrekt konfigurieren muss, bevor er sie der Montagemaschine in der richtigen Position zuführt. Moderne Systeme können einfach eine gewisse Anzahl der Objekte aufnehmen und sie auf eine separate, ebene Fläche bewegen. Für diesen Ansatz ist nur eine einfache Roboterkamera erforderlich. Er eignet sich für jede Aufgabe, bei der die Objekte nicht zerbrechlich sind und nicht jedes Mal auf die gleiche Weise gegriffen werden müssen. Der standardmäßige 2D-Bildverarbeitungssensor eines Roboters erkennt dann die Objekte, die auf die zweite Oberfläche übertragen wurden, und nimmt sie einzeln auf. Dadurch entfallen teure Abtast- und Erfassungssysteme sowie Programmieralgorithmen, sodass der Einsatz von Cobots in den Bereich eines breiteren Anwendungsspektrums rückt – und in den finanziellen Rahmen der meisten KMU.

Ein Anwendungsbeispiel wäre etwa der Automobilsektor, wo Komponenten für verschiedene Fahrzeuge zwar ähnlich, aber nicht genau gleich sein können. In diesem Fall wäre die Investition in eine maßgeschneiderte Teilezuführung nicht angemessen. Man kann allerdings Standard-Software einsetzen, um einen Roboter neu zu programmieren, damit er Komponenten mit verschiedenen Abmessungen ohne nennenswerte Ausfallzeiten verarbeiten kann.

Der Wert eines solchen Cobot-Einsatzes bei der Palettierung oder beim Bin-Picking dürfte noch weiter steigen, da die integrierten Überwachungssysteme Anomalien erkennen und im Falle eines Problems automatische Warnmeldungen senden können. Dies ist ein wesentlicher Vorteil für jedes Unternehmen, das unbemannt oder mir einer unüberwachten Produktion mit Hilfe von Cobots arbeitet.

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