Roboter revolutionieren
den deutschen Mittelstand

Die aktuelle Generation der kollaborierenden Roboter (Cobots) verdankt ihr neues Einsatzgebiet im mittelständischen Umfeld der Forscheridee, für Menschen möglichst einfach steuerbar zu sein. Nach dem Vorbild eines menschlichen Lehrlings lassen sie sich vom Werker neue Aufgaben zeigen, indem man ihnen beispielsweise für den gewünschten Arbeitsprozess die Hände führt und die Bewegung so automatisch einprogrammiert. Damit setzen die Entwickler auf eine intuitive Anwendung, die sich beispielsweise bei der Nutzung von Smartphones bewährt hat.

Bildverarbeitungssysteme und Sensoren erlauben es den neuen Roboterkollegen, mit der umgebenden Infrastruktur einfach und sicher zu kommunizieren – wichtige Voraussetzung für eine vernetzte Industrie-4.0-Strategie. Für den mittelständischen Betrieb spielen die bisher so nicht gekannten flexiblen Fertigkeiten der Cobots eine Schlüsselrolle. Die Mensch-Roboter-Teams treten als dritte Option neben Vollautomatisierung und reine Handarbeit. Dabei machen die kollaborierenden Roboter einen intelligenten neuen Arbeitsfluss von Mensch und Maschine möglich: So übernimmt der Cobot beispielsweise monotone, gefährliche oder körperlich belastende Arbeiten, während der Mensch sich parallel dazu auf anspruchsvolle Montagearbeiten sowie kreative Fehlerbehebung konzentriert. Das schnelle Umstellen des Mensch-Roboter-Teams auf einen neuen Produktionsprozess macht es zudem möglich, selbst kleinste Stückzahlen kostengünstiger zu produzieren.

Der größte Bereich der Automatica ist „ Integrated Assembly Solutions“ (IAS). Er präsentiert sich mit mehr als 200 Ausstellern. Für jeden Trend – von Industrie 4.0 bis Mensch-Maschine-Kollaboration – haben die Anbieter der IAS-Branche die passende Antwort.

IAS-Anbieter zeigen sich als Enabler für Industrie-4.0-Projekte. Sie haben den Trend zur vernetzten, sich selbst optimierenden Produktion frühzeitig erkannt. IAS-Firmen bringen Innovationen, darunter informationsgebende, digital vernetzbare Komponenten auf den Weg, ohne die Industrie 4.0 heute noch immer Vision wäre.

Der Erfolg der IAS-Anbieter liest sich auch in Zahlen eindrucksvoll: Mit einem Umsatz von mehr als sechs Milliarden Euro erwirtschaftete die IAS-Branche 2014 mehr als die Hälfte des 11,4 Milliarden Euro Rekordergebnisses der gesamten deutschen Automationsbranche. Auch für die Zukunft stehen die Zeichen auf Wachstum. Der VDMA Robotik + Automation rechnet für 2015 und 2016 mit weiteren Umsatzsteigerungen von jeweils vier Prozent.

In der Montageautomation selbst setzt sich die bereits seit einigen Jahren bekannte Entwicklung hin zu kleineren Losen, steigender Variantenvielfalt und kürzeren Produktlebenszyklen stetig fort. Was sich Produzenten wünschen: Flexibilität. Deswegen setzen IAS-Anbieter verstärkt auf Modularität, ermöglichen mitwachsende Anlagenkonzepte, die sich der Auftragslage anpassen können, reduzieren die Rüstzeiten durch automatisierte Lösungen, was die wirtschaftliche Montage kleinerer Losgrößen erlaubt und bringen insgesamt mit vielen weiteren Technikdetails Flexibilität ins Spiel.

Wie sich der Megatrend Industrie 4.0 auf die Steigerung der Flexibilität auswirkt, erläutert Schunk Geschäftsführer Dr. Markus Klaiber: „Das Ziel aller Maßnahmen von Industrie 4.0 ist eine umfassende Flexibilisierung aller Produktionsprozesse bei maximaler Transparenz und Wirtschaftlichkeit. Für die Praxis heißt das: Industrie 4.0 muss flexible und adaptierbare Komponenten und Strukturen zur Verfügung stellen, die es ermöglichen, auch kleine Lose wirtschaftlich zu produzieren.“

Mensch-Maschine-Kollaboration

Die jüngsten Entwicklungen in der Mensch-Roboter-Kollaboration für die flexible Montage werden mit Spannung erwartet. Dabei kann sich die sinnvolle Kombination von manuellen und maschinellen Fähigkeiten überall dort als besonders wirtschaftlich erweisen, wo die Montage kleiner Lose in vielen Varianten auf dem Programm steht. Wie problemlos die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter mittlerweile zu realisieren ist, unterstreicht das Fraunhofer IPA. Während der Automatica zeigen die Wissenschaftler Arbeitsplätze, an denen Werker anspruchsvolle Aufgaben manuell ausführen und dabei von Robotern unterstützt werden, die repetitive, nicht-ergonomische Tätigkeiten übernehmen. Die kollaborierenden Robotersysteme sind dabei in mobile Werkzeugwagen integriert und lassen sich je nach Bedarf an die manuellen Arbeitsstationen andocken.

Klassische Montagesysteme und -anlagen machen noch immer den Löwenanteil in der Praxis aus. Bei vielen Applikationen geht es um die Grundsatzfrage Längstransfersystem kontra Rundtaktanlage. Viele Aussteller haben Lösungsvarianten im Programm.

Beispiel Püschel: Der Montagetechnikspezialist kann je nach Aufgabenstellung flexible Längstransfersysteme oder vollautomatische Rundtaktsysteme realisieren. „Welche Technologie zum Einsatz kommt, bestimmt die konkrete Kundenapplikation“, betont Geschäftsführerin Cornelia Püschel. In München zeigt das Unternehmen neue Entwicklungen im Bereich der Rundtaktautomaten. Beispielsweise den Halbautomat, bei dem eine Bedienperson das Vorpositionieren schwieriger Teile in dem Werkstückträger des Rundschalttisches übernimmt. Diese hybride Lösung sorgt für zusätzliche Flexibilität und erlaubt über Umrüstsätze auch die Variantenverarbeitung.