Ein Leben lang

Damit ein Produkt über den gesamten Lebenszyklus hinweg zu mehr Nachhaltigkeit beiträgt, müssen Hersteller bereits in der Design- und Entwicklungsphase kluge Entscheidungen treffen. In der Robotik gibt es dafür eine Reihe von Ansatzpunkten. Einer davon ist die Reduzierung des Gewichts. In einem leichteren Roboter ist weniger Material verbaut, wodurch Ressourcen gespart werden. Das reduzierte Gewicht wirkt sich außerdem positiv auf die Transport- und späteren Energiekosten aus.

Effizient und automatisiert

Im laufenden Betrieb punkten Roboter vor allem mit Effizienzsteigerungen. Denn gesteigerte Effizienz und die höhere Qualität, die der Einsatz von Robotern mit sich bringt, bedeuten gleichzeitig weniger Ausschuss und dadurch einen geringeren Ressourcenverbrauch. Und: Durch die Identifikation von stark beanspruchten Robotern lassen sich Wartungsarbeiten präventiv planen und zustandsbasiert durchführen, was die Lebensdauer der Roboter deutlich verlängert.

93 Prozent der Befragten des Berichts ABB Energy Efficiency Movement (2024) gaben an, in den nächsten drei Jahren in die Verbesserung der Energieeffizienz zu investieren, um Kosten zu reduzieren und Fortschritte auf dem Weg zu einem nachhaltigeren Betrieb zu erzielen.

Die Ermittlung der Energieeffizienz stellt eine komplexe Aufgabe dar, bei der mehrere elektrische Komponenten gemessen werden müssen. Zudem ist es schwierig, die Auswirkungen von Faktoren wie ineffizientes Equipment, Komponentengröße, Überlastung und Anwendungsänderungen zu bewerten, welche zu Veränderungen der ursprünglichen Leistung eines Roboters führen können. ABB Robotics bietet hierzu einen Energieeffizienz-Service – bestehend aus Beratung, Analyseverfahren und Tools, um die Energieeffizienz von installierten Robotern zu steigern. Der Service ermöglicht Energieeinsparungen von bis zu 30 Prozent.

Ein intelligentes Energiemanagement erhöht die Energieeffizienz zudem. Die im Juni 2024 vorgestellte Robotersteuerung OmniCore nutzt die Energie, die beim Bremsen freigesetzt wird, und speist sie zurück in das System. Im Vergleich zur bisherigen ABB-Steuerung ermöglicht diese einen bis zu 25 Prozent schnelleren Roboterbetrieb und einen um 20 Prozent geringeren Energieverbrauch.

Die neue Funktion Automatic Path Planning in RobotStudio, der Offline-Programmier- und Simulationssoftware für ABB-Roboter, reduziert den Energieverbrauch zusätzlich um bis zu 10 bis 15 Prozent – bei gleichzeitiger Verringerung der Zykluszeit um bis zu 50 Prozent. Das Tool reduziert die Offline-Programmierung von Roboterbewegungen auf wenige Klicks und liefert Bewegungen, die laut Hersteller sogar von Robotikexperten erstellten Programmen in mehreren Bereichen überlegen sind. Dem Roboter wird lediglich gesagt, was zu tun ist, woraufhin dieser die Anweisungen in die für seine Fähigkeiten und die Umgebungsbedingungen optimalen Bewegungen übersetzt.

Roboter im Einsatz

Direkt für die Umwelt im Einsatz ist ein ABB-Roboter im Amazonas. Hier setzt die US-amerikanische Non-Profit-Organisation Junglekeepers einen mit Solarenergie betriebenen Cobot vom Typ YuMi zur automatisierten Einpflanzung von Saatgut ein. Um Mitarbeitende zu entlasten, übernimmt der Cobot diese repetitive Aufgabe durch Cloud-Technologie und Fernsteuerung. Der Cobot unterstützt das Umweltprojekt vor Ort und macht die Wiederaufforstung im Amazonas schneller, effizienter und skalierbar.

Auch Branchen, die aktuell noch wenig automatisiert sind, profitieren vom nachhaltigen Einsatz von Robotik. In der Baubranche sind etwa neue Lösungen gefragt, die nachhaltiges, preiswertes Bauen erlauben. Holz spielt als nachwachsender Rohstoff dabei eine immer größere Rolle. An der Universität Kassel haben Forschende ein Verfahren für hochfeste, stabile und zugleich extrem leichte Konstruktionen aus Holz entwickelt. Diese werden mithilfe von Robotern und dünnem Furnierholz gewickelt und verklebt. Der nachhaltige Ansatz ermöglicht die Aufstockung von Häusern, die dafür ursprünglich nicht gedacht waren, sowie Modernisierungen und Erweiterungen im Gebäudebestand.

Zudem kann robotergestützte Automatisierung zur Reduzierung von Bauabfällen beitragen – besonders vor dem Hintergrund immer strengerer Umweltauflagen sowie der steigenden Nachfrage nach kosteneffizienten Gebäuden. Schätzungsweise bis zu einem Viertel des herangeschafften Materials einer Baustelle verlässt diese als Abfall wieder. Durch den Einsatz von Automatisierung – beispielsweise in der Vorfertigung ganzer Gebäudemodule in der Fabrikhalle durch robotergestützte 3D-Druck-Verfahren – sowie digitalen Lösungen können Bauunternehmen ihre Konstruktions- und Fertigungsprozesse effektiver gestalten und bereits von Projektbeginn an Bauabfälle vermeiden. Die Vorfertigung reduziert den Materialverbrauch um 25 Prozent. Robotik im Designprozess kann außerdem dazu genutzt werden, Rohmaterial wie Glas, Zement und Stahl effizienter einzusetzen und so den CO2-Fußabdruck von Gebäuden zu reduzieren.

Repair, refurbish, recycle

Nachhaltigkeit in der Robotik beschränkt sich bisher oft auf die Effizienzgewinne im Betrieb und den dadurch verringerten Rohstoffeinsatz sowie die Reduktion schädlicher Emissionen. Nachhaltigkeit im laufenden Betrieb ist wichtig, doch Unternehmen, die sich nur darauf konzentrieren, lassen einen wichtigen Bereich unbeachtet: das Ende des Lebenszyklus.

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