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Cobots in der Automobilindustrie

Hype oder Erfolgsmodell?

Mit Mensch/Roboter-Kollaboration (MRK) verbinden sich große Hoffnungen, denn auf diese Weise können der Mensch und der Roboter jeweils ihre Stärken in der Produktion zum Tragen bringen. Die Automobilindustrie ist ein Vorreiter der Automatisierung, doch trifft das auch im Hinblick auf MRK zu?

Mensch-Roboter-Kollaboration in der Automobilindustrie (Bild: Kuka Group)

Bild: Kuka Group

In fast allen Bereichen der Automobilproduktion finden sich MRK-Applikationen wieder, allerdings sind diese thematisch weit verstreut. Viele Automobilhersteller haben die Technologie inzwischen getestet und erfolgreiche Anwendungen implementiert. Die absolute Anzahl der Applikationen ist jedoch geringer als man vor Jahren prognostiziert hat. Inzwischen ist die Technik einen Schritt weiter und die Planungsprämissen bzw. Randbedingungen, die zu einer erfolgreichen MRK-Applikation führen, sind bekannt. Da darf man durchaus die Frage stellen, ob man beim Thema MRK überhaupt noch von einer Innovation sprechen sollte oder ob wir es bereits mit einer erprobten Technik zu tun haben. Gleichzeitig ist es eindrucksvoll, wie viele neue Cobot-Hersteller in den letzten zwei Jahren auf den Markt gedrängt sind, inzwischen gibt es über 150 verschiedene Modelle von rund 50 Herstellern. Hinzu kommen die Weiterentwicklungen der Roboterhersteller, die den sicheren Einsatz größerer Industrieroboter anstreben, sowie Unternehmen, die sich auf sichere Schutzhäute fokussieren, um auf diese Weise klassische Industrieroboter zum koexistenten oder kollaborativen Einsatz zu befähigen. Auch die externen Sicherheitseinrichtungen zum Überwachen des Roboterumfeldes entwickeln sich rasch weiter und werden immer präziser und intelligenter. Neben den klassischen Scannern gibt es inzwischen z.B. auch sichere Radartechnik für den Anlagenbau. Wichtig ist, dass es trotz all der Möglichkeiten in der Umsetzung nicht zu kompliziert wird und das erfordert meist ein gutes Engineering oder Abstriche hinsichtlich der tatsächlichen Mensch/Roboter-Kollaboration.

Etablierte Arbeitsbereiche für Cobots und neue Möglichkeiten

Das Einsatzfeld von Cobots oder offen gestalteten Anlagen ist vielfältig. Erfolgreiche Applikationen entstehen immer dort wo die Aufgabe und Peripherie ohne größere Anpassungen MRK-gerecht ausgelegt werden kann: In der Qualitätssicherung kann durch den Einsatz entsprechender Sensorköpfe häufig kontaktlos gearbeitet werden. Beim Kleben spielen die Prozessparameter und die damit einhergehenden geringen Geschwindigkeiten einer kollaborativen Anlagentechnik in die Karten. Auch beim Schrauben gibt es solche Synergien: Während des Schraubvorgangs selbst wird das Werkzeug praktisch nicht bewegt. Bei vorgesteckten Schrauben entfällt zudem der Pick&Place-Prozess. Die Kombination der genannten Prozesse findet sich in der Endmontage und deren Aufrüstlinien wieder. In diesem Bereich ist der Automatisierungsgrad noch verhältnismäßig gering und durch weitere Einsatzmöglichkeiten ausbaufähig. Meist liegt dort die planerische Prämisse auf dem Fließbetrieb. Bei einer Automatisierung im Fließbetrieb müssen jedoch verschiedene Nebenbedingungen betrachtet werden, die im stationären Taktbetrieb entfallen würden.

Technologische Herausforderungen

Die technologischen Herausforderungen für eine Automatisierung des Fließbetriebs sind prinzipiell gelöst. Für den LBR iiwa von Kuka kann z.B. das komplette Funktionsspektrum ähnlich einem stationären Betrieb realisiert werden, MRK-Sicherheit und Sensitivität bleiben dabei erhalten. Auch für klassische Industrieroboter kann mittels ConveyorTec der Fließbetrieb automatisiert werden. Wichtig ist aber auch die Frage nach der Bauteillage und dem tatsächlichen Arbeitspunkt des Roboters. Fließbänder laufen nur in der Theorie mit einer konstanten Geschwindigkeit und beim Einsatz von fahrerlosen Transportfahrzeugen kommen neben verschiedenen Geschwindigkeiten auch leichte Verdrehungen oder ein Positionsversatz vor. Mittels Sensitivität des Roboters und entsprechender Kamera- und Sensortechnik lässt sich das problemlos umsetzen. Die Frage nach der technologischen Herausforderung ist im Moment mehr eine Frage nach der Wirtschaftlichkeit. Wie viel Technik muss für einen stabilen und sicheren Prozess investiert werden und wie lange dauert die Inbetriebnahme der Systeme? Zudem müssen auch organisatorische Hürden berücksichtigt werden. Viele große Automobilisten ziehen für Cobots die gleichen Anforderungen, Spezifikationen und Instandhaltungsrichtlinien wie für klassische Industrieroboter heran. Jedoch nicht für jede Applikation scheint diese Herangehensweise zeitgemäß. Die Konsequenz ist, dass die preisliche Gestaltung von Cobot-Applikationen allein durch die vorgegebene Peripherie, insbesondere hinsichtlich der Vorgaben für die Steuerungstechnik, der eigentlichen Anforderung kaum gerecht wird.

Cobots in der Automobilindustrie: Hype oder Erfolgsmodell?
Bild: Kuka Group


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