Automatisierung der Herstellung durch Gelenkarmroboter

29.8.2020 Serviceroboter im Kommen

Vor dem Hintergrund der sich ständig weiterentwickelnden Robotik tragen die kollaborierenden Roboter – die sogenannten Cobots – dazu bei, dass immer häufiger kleinere und wandlungsfähigere Roboterarme und Manipulatoren in der Produktion zum Einsatz kommen. Der Begriff „Cobot“ setzt sich aus den englischen Begriffen „collaboration“ („Zusammenarbeit”) und „robot“ („Roboter”) zusammen. Der Cobot wurde konzipiert, um die Mensch-Maschine-Zusammenarbeit in der Produktion zu fördern und trotzdem ein breites Spektrum an Anwendungen abzudecken.

Letztlich ist der Roboterarm Teil eines Leichtbauroboters und arbeitet direkt mit den Menschen in Produktion und Lager zusammen. Er ist für die Umsetzung von Montageaufgaben gedacht und soll helfen, die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine in der Produktion fördern. Da die Kosten vergleichsweise günstig sind, ist er für kleine und mittelständige Unternehmen (KMUs) und das Handwerk besonders geeignet. Auch in der Industrie erfreuen sich Cobots großer Beliebtheit, auch im Handwerk und als Serviceroboter im Haushalt, beispielsweise zur Erledigung Tätigkeiten in Haushalt und Garten, werden sie vermehrt eingesetzt.

Anwendungsfelder eines Roboterarmes in Industrie und Handwerk


Der Roboterarm eines Leichtbauroboters ist ein wahres Multitalent und kann in der Montage verschiedener Materialien, aber auch in der Ausführung von Handhabungs- und Bearbeitungsaufgaben geeignet. In den folgenden Punkten wird genauer gezeigt, welche Vorteile sein Einsatz im industriellen Umfeld mit sich bringt:

1. Erhöhte Bedeutung durch ein breites Einsatzgebiet

In den letzten Jahren wurden die klassischen Industrieroboter, die bereits seit den 1960er-Jahren in der Automobilindustrie zum Einsatz kamen, immer häufiger durch kollaborierende Leichtbauroboter abgelöst. Durch die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine helfen sie, die körperliche Arbeit zu erleichtern. Außerdem sind sie flexibel einsetzbar und können einfach programmiert werden.

2. Cobots verdrängen Mitarbeiter nicht, sie ergänzen sie

Untersuchungen zufolge helfen Cobots, die Produktion innerhalb eines Unternehmens zu erhöhen.Dies liegt mit an einer Umverteilung der anfallenden Arbeit. Während die Mitarbeiter Tätigkeiten wie Programmierungen oder die Kontrolle der Produktqualität übernimmt, führt der Roboterarm des Cobots die monotonen, belastenden und sich wiederholende Tätigkeiten wie das Verpacken oder das Beschicken von Maschinen durch.

3. Leichtbauroboter im Handwerk

In der heutigen Zeit werden Roboter gerne im Handwerk eingesetzt. Es existieren viele unterschiedliche Aufgaben, die der Roboter dem Menschen einfach abnehmen kann. Mögliche Beispiele dafür sind Bohren, Schleifen oder auch Fräsen. Doch auch im Bereich von großflächigen Lackierungen oder das Streichen von Wänden findet der Roboterarm seinen Einsatz.Ein kollaborierender Leichtbauroboter sollte eingesetzt werden, wenn Flexibilität und eine hohe Geschwindigkeit gefordert ist. Durch die zusätzlich Automatisierung der Produktion können selbst kleine Unternehmen oder StartUps mit dem Einsatz von Cobots ihre Produktion zumindest teilweise automatisieren.

Wie wird die Sicherheit bei der Arbeit mit dem Cobot gewährleistet?

In der Cobot-Steuerung kommen Sicherheitslösungen wie Sensoren, Lichtschranken oder Trittmatten zum Einsatz. Darüber hinaus müssen die Kräfte, aber auch die Geschwindigkeiten der Cobots kontrolliert und überwacht werden. Es ist dafür notwendig, die Berührung zwischen Mensch und Maschine zu vermeiden, sodass auch Laserscanner, Ultraschall oder Radar eingesetzt werden. Dabei sind die Sensoren, die an den Cobots angebracht werden, so sensibel, dass sie sogar eine Annäherung von Arbeitnehmern bemerken und sich sofort ausstellen.

Eine maßgebliche Norm für die Sicherheit bezüglich des Umgangs mit Cobots ist die ISO TS 15066 und unterscheidet die folgenden Betriebsarten zur Sicherung:

●Überwachter Halt der Sicherheit: Der Cobot stoppt, wenn der Mitarbeiter den gemeinsam genutzten Arbeitsbereich betritt und fährt weiter, wenn der Mitarbeiter ihn wieder verlässt.

●Handführung: Die Roboterbewegung wird direkt vom Mitarbeiter durch die Sensorik gesteuert.

●Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung: Der Kontakt zwischen Mitarbeiter und Cobot wird maschinell verhindert. Zusätzlich wird der Abstand zwischen Mensch und Roboter genauer überprüft.

●Leistungs- und Kraftbegrenzung: Die Kontaktkräfte zwischen Mitarbeiter und Cobot werden auf ein Minimum begrenzt. Entsprechende Schmerzschwellen der Kontaktkräfte befinden sich in der oben genannten Norm ISO/TS.Falls sich Berührungen nicht vollständig vermeiden lassen, sollte der mögliche Druck oder die auf den Mitarbeiter wirkenden Kräfte begrenzt werden.