Prozessautomatisierung durch Roboterarme

Artikel von Fabiane Herbst am 28. Oktober 2020 um 21:42 Uhr im Forum Elektrotechnik & Elektronik - Kategorie: Technik

Prozessautomatisierung durch Roboterarme

28. Oktober 2020     Kategorie: Technik
Ein Leichtbauroboter eignet sich für die direkte Zusammenarbeit zwischen Menschen in der Produktion, wodurch die Produktion flexibler wird. Die kollaborierenden Roboter – häufig Cobots genannt – sind Leichtbauroboter, die im Rahmen der Mensch-Roboter-Kollaboration (kurz MRK) arbeiten. Der Buchstabe „K“ in der Abkürzung steht jedoch nicht nur für „Kollaboration“, sondern auch für „Koexistenz“ und „Kooperation“.
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Bei der „Kollaboration“ handelt es sich um die engste Form der Zusammenarbeit, da Mensch und Roboter gleichzeitig an demselben Werkstück arbeiten. Bei einer „Koexistenz“ arbeitet der Mitarbeiter mit einem zaunlosen Roboter in einem benachbarten Bereich, doch es existiert kein gemeinsamer, geschützter Arbeitsraum. Ein Beispiel aus der Praxis ist die Einlegestation eines Roboters. Bei der „Kooperation“ von Mensch und Maschine teilen sie sich den Arbeitsraum, aber arbeiten zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Ein Beispiel wäre hier die Arbeit an einer Übergabestation eines Roboters. Der Mensch legt zuerst ein Bauteil zunächst einlegt und der Cobot es anschließend von dort abholt.


Die Geräte werden als Sprungbrett zu Industrierobotern und zur Automatisierung der Produktion verwendet. Die Automatisierung der Fabrik eröffnet den Mitarbeitern immer neue Möglichkeiten. Am besten soll erreicht werden, dass die Vorteile der Arbeit des Menschen – wie Flexibilität, Urteilsvermögen, Kreativität und Erfahrung – mit denen der Cobots verbunden werden. Sie punkten vor allem Stärke, Ausdauer und Präzision zu nennen.


Intelligente Roboter automatisieren die Produktion


Gerade monotone, gefährliche Arbeiten sowie Herstellungsprozesse lassen durch einen Roboterarm automatisch und flexibel durchführen. Innerhalb der Produktion übernimmt der Cobot mehr und mehr Aufgaben, denn durch ihre Weiterentwicklung werden sie immer flexibler, kollegialer und intelligenter. Laut einer Abschätzung der „International Federation of Robotics“ (dem Weltverband der Robotik, kurz „IFR“) werden zwischen 2020 und 2022 etwa 2 Millionen neue Cobots in der Fertigung installiert, um flexibler und effizienter arbeiten zu können.

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Die Cobots lernen vom Mitarbeiter in der Produktion, da sie sich durch die Simulation der menschlichen Aktivitäten entwickeln. Später wird der Vorgang immer wiederholt. Untersuchungen zufolge können Cobots dazu beitragen, die maschinellen Anlagen besser auszulasten und dadurch bestimmte Arbeitsschritte genauer zu gestalten. Dabei eigenen sie sich vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen, kleine Stückzahlen effizient und günstig herstellen wollen. Smarten Produktionsverfahren helfen, die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen nachhaltig zu stärken.


In der Fertigung werden immer häufiger Systeme eingesetzt, die die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine fördern und auf „Künstlicher Intelligenz“ basieren. Zusätzlich decken Cobots ein immer breiter werdendes Anwendungsgebiet in den Produktionshallen ab. Grundsätzlich soll es dazu eingesetzt werden, um die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine zu verbessern und damit hohe wirtschaftliche Standards zu sichern. Dazu sollen die Prozesse der Fertigung in Zukunft intelligent, integriert und interaktiv gestaltet sein.



Zusätzlich müssen die Sicherheitsmaßgaben nach der Norm von ISO/TS 15066 beachtet werden. Der Hauptgrund liegt darin, das Verletzungsrisiko bei den Mitarbeitern zu verringern. Technisch gesehen geht es um Grenzwerte von Kraft und Druck. Seit 2018 wurde sogar festgelegt, wie hoch diese Kräfte auf den Mitarbeiter anzusetzen sind.


Wann lohnt sich der Einsatz von Cobots?


Die kollaborierenden Roboter dienen zur Steigerung der Leistung und zur Schaffung neuer Werte im Unternehmen. Um die Wertschöpfungskette zu optimieren, setzen Unternehmen – darunter auch kleine und mittelständische Unternehmen (kurz KMU) oder handwerkliche Betriebe – modernste Roboterlösungen ein. Schließlich ist es durch die innovative Technologie einfacher geworden, die Cobots in der Produktion zu nutzen und von ihr zu profitieren.

Die aufgezählten Punkte zeigen, wie die Cobots die Mitarbeiter des Unternehmens bei ihrer Arbeit unterstützen und entlasten:

  • Beschicken von Maschinen und Palettierung von Produkten
  • Flexible Einsatzmöglichkeiten in der Produktion
  • Heben von hohen Lasten
  • Monotone Tätigkeiten präzise ausführen
  • Einfach zu programmieren und einzusetzen

In den oben genannten Bereichen liegen die hauptsächlichen Einsatzgebiete des Cobots. Sie zeigen, wie flexibel ein Cobot in der Prozessautomatisierung ist und hilft, die Prozesse flexibler zu gestalten.
 

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