Produktionsoptimierung Wenn Roboter Roboter bauen

Dank Robotern werden Montageaufgaben in der Fertigungsindustrie in immer größerem Maße automatisiert. Auch Universal Robots stellt hierbei keine Ausnahme dar. Denn beim Roboterhersteller bauen die eigenen Roboterarme selbst die Gelenke für neue Roboterarme zusammen.

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Branchenübergreifend erlebt die Automatisierung von Montageaufgaben in der Fertigungsindustrie in den letzten Jahren ein starkes Wachstum. Allein in den Jahren 2013 und 2014 stiegen die weltweiten Vertriebszahlen für Roboter zur Montageautomatisierung um 10 Prozent auf 24 000 verkaufte Einheiten. Dies geht aus der Statistik „World Robotics” hervor, die von der International Federation of Robotics (IFR) erarbeitet wurde. Eine der Hauptursachen für diesen Anstieg liegt unter anderem darin, dass es aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von kollaborierenden Robotern – sogenannter „Cobots” – möglich wird, immer mehr Aufgaben zu automatisieren, welche bislang nur durch manuelle Arbeit am Fließband gelöst werden konnten. Neue kollaborierende Roboter sind flexibel, leicht programmier- und einsetzbar. Hersteller können sie nach einer erfolgreich durchgeführten Risikobeurteilung somit ohne oder nur mit minimaler Schutzumhausung in ihre Produktion integrieren, damit sie von den Mitarbeitern bedient und als effektive Werkzeuge eingesetzt werden können.

Automatisierung durch Wachstum, Wachstum durch Automatisierung

Die Automatisierung der Schraubaufgaben in der Fertigung für Robotergelenke bei Universal Robots ist ein gutes Beispiel für einen praktisch wie ökonomisch erfolgreichen Einsatz kollaborierender Robotertechnologien: Bis zum Jahr 2015 war der Produktionsaufbau relativ stark durch Handarbeit geprägt. Doch mit einer seit 2010 jährlichen Verdoppelung der Produktion wurde deutlich, dass diese Lösung nicht mehr länger haltbar sein würde.

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«Die eigene Produktion darf nicht zum Engpass für ein weiteres Unternehmenswachstum werden. Gleichzeitig muss die Qualität auch bei hoher Auslastung so hoch wie möglich sein. Unser Ziel ist es, die Kosten unserer Produktion in den nächsten drei Jahren um 30 Prozent zu senken. Doch neben dem Preis sind auch wettbewerbsfähige Lieferzeiten ein wichtiger Parameter auf dem Markt. Obwohl wir bereits eine der branchenweit durchschnittlich kürzesten Fristen haben, konzentrieren wir uns weiterhin auf die Optimierung unserer Produktion. Wir erleben einen explosionsartigen Anstieg in der Nachfrage nach unseren Produkten. Deshalb möchten wir zeigen, dass wir imstande sind, unsere Fertigung entsprechend zu skalieren», sagt Troels Hornsved, Direktor Supply Chain bei Universal Robots.

Einseitige, sich wiederholende Aufgaben für mechanische Helfer

Insgesamt werden bei der Herstellung eines UR-Roboterarms rund 400 Schrauben verbaut. Allein für die Montage von nur einem der sechs Gelenke jedes Armes sind 28 Schrauben nötig. Besonders die manuellen Schraubprozesse bei der Gelenkmontage kosteten in der stark wachsenden Produktion von Universal Robots viel Arbeitszeit. Aus diesem Grund entschied sich der Hersteller dazu, diese einseitigen, sich wiederholenden Aufgaben an seine eigenen Produkte abzugeben. 2015 fasste die Firmenleitung von Universal Robots den Entschluss, eine schlankere Produktion mit identischen Fertigungslinien und getaktetem Betrieb zu implementieren. Im Ergebnis arbeiten mittlerweile vier UR3-Roboter Seite an Seite mit den Mitarbeitern der Montage-Abteilung und montieren die Robotergelenke für die Roboter UR3, UR5 und UR10.

«Unsere Roboter sind auch für uns als Hersteller sehr nützlich, wenn es um sich ständig wiederholende Aufgaben geht», sagt Kurt Hansen, Betriebsingenieur bei Universal Robots. Nach Angaben des Unternehmens spart die Automatisierung dieser Schraubaufgaben nicht nur viel Zeit in der Produktion. Die UR3-Roboter gewährleisten zudem eine gleichbleibende Qualität der Produkte, stärken den Produktionsablauf und verbessern das Arbeitsumfeld. Somit sorgt die Mensch-Roboter-Kollaboration auch beim Roboterhersteller selbst für bessere Arbeitsbedingungen und geht mit einem hohen menschlichen wie auch ökonomischen Nutzen einher. So hatte sich die Installation der vier UR3-Roboterarme bei Universal Robots nach nur einem Jahr bereits amortisiert.

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