Kollaborative Roboter Mit Cobots intelligent Prozesse automatisieren

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Schneider Electric

Fachkräftemangel, Lieferkettenprobleme und veränderte Kundenansprüche machen die Konstruktion zukunftsfähiger Anlagen zu einer anspruchsvollen Aufgabe. Wie Cobots bei der flexiblen Automatisierung helfen können, zeigt Schneider Electric.

Sie fehlen über alle Branchen hinweg: Fachkräfte. Jedes zweite Unternehmen tut sich laut Ifo Institut schwer, geeignete Mitarbeiter zu finden. Linderung verspricht die Automatisierung. Unternehmen suchen daher zunehmend nach Möglichkeiten, vor- und nachgelagerte Prozessschritte zu automatisieren. Maschinenbauer stehen damit vor der Herausforderung, entsprechende Lösungen bereitzustellen: Denn bei einer Automatisierung über den Kernprozess hinaus stoßen altbewährte Mittel an ihre Grenzen.

Flexibilität in der Produktion ist zunehmend gefragt

„Klassische Industrieroboter verfügen über enorme Kräfte und arbeiten mit hohen Geschwindigkeiten. Deshalb können sie nur mit speziellen Sicherheitsvorrichtungen genutzt werden und sind damit für den Einsatz in einer teilautomatisierten Linie ungeeignet. Und obwohl sie sehr effektiv arbeiten, sind sie nicht besonders flexibel“, weiß Michael Vögele, Automatisierungs- und Robotikexperte von Schneider Electric. Flexibilität ist jedoch zunehmend gefragt, denn Probleme in der Lieferkette und veränderte Kundenansprüche, Stichwort kleine Losgrößen, erfordern eine agile Produktion. „Wer passende und zukunftsfähige Anlagen konzipieren möchte, braucht schnell umrüstbare Lösungen mit Fingerspitzengefühl, die sich vom ‚Stärker und Schneller‘ der vergangenen Jahre etwas entfernen.“

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Die Antwort der Robotik: Kollaborative Roboter, sogenannte Cobots, die mit ihren behutsamen, langsamen Bewegungen deutlich von klassischen High-Performance-Modellvarianten abweichen. Diese aus einem oder mehreren Greifarmen bestehenden Leichtbauroboter verfügen über eine sensible Kraftüberwachung, sodass sie äußerst behutsame Bewegungen ausführen können. Da sie zudem standardmäßig mit Sicherheitsprotokollen ausgestattet sind, können sie ohne weitere Schutzvorrichtungen in direkter Nachbarschaft mit Menschen arbeiten. Im Vergleich zu traditionellen Industrierobotern reduziert sich ihr Platzbedarf dadurch um 30 bis 40 Prozent.

Keine tiefergehenden Programmierkenntnisse erforderlich

„Dank ihrer einzigartigen Eigenschaften qualifizieren sich Cobots für zahlreiche Anwendungen, die mit herkömmlichen Industrierobotern nicht möglich sind“, erklärt Vögele. „Was kollaborative Roboter zudem als Bestandteil einer Maschine so wertvoll macht, ist ihre einfache Einrichtung und Programmierung. Tiefergehende Programmierkenntnisse sind für die Nutzung unseres Lexium Cobots zum Beispiel keine Voraussetzung.“ Die Lexium Cobots – die erste kollaborative Roboterreihe von Schneider Electric – bieten zu diesem Zweck eine unkomplizierte grafische Programmieroberfläche. Zudem können alle fünf Modellvarianten das Ausführen bestimmter Aufgaben durch manuelles Führen des Roboterarms erlernen. Dieses sogenannte handgeführte Teaching vereinfacht den Programmiervorgang zusätzlich, sodass der Leichtbauroboter sehr schnell einsatzbereit ist und im Fall von Umrüstungen kurzfristig an neue Gegebenheiten angepasst werden kann.

Ein weiterer Vorteil: Cobots können zahlreiche Bewegungsprofile realisieren, was sie sehr flexibel macht. Zudem lassen sie sich einfach in Maschinen integrieren, da ein im Schaltschrank der Maschine verbauter Controller die Steuerung übernimmt. Über Feldbusschnittstellen mit der Maschinensteuerung verbunden, erhalten sie von dort Verfahrensbefehle oder tauschen Diagnosedaten aus. Dank dieser einfachen Handhabung und Integration sind die Kosten kollaborativer Roboter wesentlich geringer als bei klassischen Industrierobotern.

Cobot-Anwendungen in 3D simulieren

Besonders deutlich werden die Mehrwerte von Cobots, wenn sie – wie im Fall des Schneider Electric Modells – Bestandteil eines ganzheitlichen Lösungsportfolios sind. Dann ist es möglich, die gesamte Anlage samt Cobot durchgängig über eine einzige Engineering-Software – etwa Eco Struxure Machine Expert – zu programmieren. Konstrukteure können zudem mithilfe des Machine Expert Twin per 3D-Simulation das System entwerfen und bereits im Vorfeld testen und optimieren.

Eingesetzt werden können die Cobots etwa in Großbäckereien, wo in der Regel Maschinen die Portionierung verschiedener Produkte auf dem Backblech erledigen. Das Zuführen sowie das Entnehmen der Backbleche übernimmt bisher ein Mensch – mit Cobots lässt sich dieser Prozessschritt unkompliziert automatisieren. Grundsätzlich sind Cobots für alle Aufgaben hervorragend geeignet, die mehr Fingerspitzengefühl und Flexibilität als Kraft und Geschwindigkeit erfordern – von Erdbeerernte in einer Vertical-Farm bis hin zur Bedienung zentrifugaler Poliermaschinen.

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