Robotereinsatz in der Industrie heute und morgen
Roboter und Menschen rücken zusammen
Auf Roboter ist Verlass – und das nicht nur beim präzisen Schweißen, Biegen und Trennen von Rohren oder beim Transport und der Ablage von Rohren. Genauso zuverlässig bescheren sie ihren Herstellern und Anwendern stetig steigende Umsatzzahlen. Und das, obwohl ihre ganz große, Grenzen verschiebende Zeit gerade erst begonnen hat.
(Bild: Messe Düsseldorf GmbH)
Schon bald werden Roboter mittels künstlicher Intelligenz die Industriefertigung in vor Jahren noch ungeahnte Sphären katapultieren. Roboter sind definitiv ein Erfolgsmodell. Wie sehr sich ihre Nutzung in der Industrie und damit auch für die Rohrfertigung allein schon von der Quantität her verändert hat, belegen Zahlen der International Federation of Robotics (IFR) eindrucksvoll. 2008 betrug die Zahl der Industrierobotereinheiten weltweit noch 113.000. 2018 kletterte sie auf 384.000 Einheiten. Ende – komplett offen!
Geschlossene Prozessketten
Roboter bleiben begehrt – auch ungeachtet der weltwirtschaftlichen und weltpolitischen Unsicherheiten. Beispiel Deutschland: Die deutsche Robotik und Automation erreichte laut VDMA 2018 beim Branchenumsatz erstmals die Marke von 15Mrd.? – ein Zuwachs von vier Prozent. „Geografisch entwickeln sich natürlich die Märkte am stärksten, die heute noch ganz oder teilweise auf Automation verzichten“, erläutert Stefanie Flaeper, Geschäftsführerin bei Transfluid. Überall da, wo Mitarbeiter qualitativen Einfluss auf Produkte nehmen können, sei das Potenzial auch sehr hoch. „Wenn geschlossene Prozessketten gewünscht sind, ist hier sicher großes Wachstumspotenzial zu sehen. Auch bei empfindlichen Bauteilen ist das ein Thema.“
Den Menschen nachahmen
Die Roboter werden näher an den Menschen rücken, werden noch mehr Aufgaben übernehmen, ihre menschlichen Kollegen unterstützen, um bestimmte schwierige Aufgaben umzusetzen. „Die Herausforderung besteht darin, die Roboter auch für sehr kleine Produktionsgrößen einsetzen zu können, was heute nur bedingt möglich ist“, sagt Flaeper. Wenn das gelinge, werde sich ein neues Betätigungsfeld für die Robotik auftun. „Interessant wäre es auch, wenn der Roboter sehr präzise die Bewegung eines Menschen in einem Produktionsprozess nachahmen könnte, ohne programmiert werden zu müssen.“ Das Potenzial eines intelligenten – und sensiblen – Roboters ist unermesslich. „Weil bei der Industrie 4.0 spezifizierte Prozesse wichtig sind, die digital simuliert werden können und entsprechende Auswertungen durchlaufen, ist ein Roboter dem Menschen überlegen“, so Flaeper weiter. Denn mit ihm sei die Sicherheit gegeben, dass die Abläufe immer gleich seien und auch entsprechend simuliert werden könnten. Die Abläufe könnten über einen digitalen Zwilling dargestellt und überprüft werden.
Digitaler Ansatz
Daher werden nicht nur in Unternehmen, sondern auch in Instituten und Hochschulen unermüdlich die Grenzen des Möglichen verschoben, die bis vor einigen Jahren kaum überwindbar erschienen. Hieran arbeitet z.B. das Institut Robotik und Mechatronik. Ein Schwerpunkt des Instituts liegt auf dem Pilotprojekt Factory of the Future. Dabei geht es um die Realisierung robuster robotergestützter Fertigungsprozesse mit Hilfe von Digitalisierungsansätzen im Rahmen der Industrie 4.0. „Das beinhaltet z.B. Cobots, die so einfach zu bedienen sind wie Smartphones, sowie Roboter, die sich selbst die notwendigen Programme für die Montage in beliebiger Stückzahl generieren“, erläutert das Institut. Durch diese flexiblen und vernetzten Fertigungsprozesse würden Anwendungen effizienter, kostengünstiger und sicherer. Als Teil des EU-weiten Projekts Soma gelang es Mitarbeitern des Instituts für Robotik und Mechatronik, wesentliche Fortschritte in der feinfühligen Greiffähigkeit von Robotern zu erzielen. Soma startete mit dem Ziel, die Fähigkeiten der Robotermanipulation für die Industrie zu verbessern. Das Projekt wurde bereits abgeschlossen „und enthält eine Reihe von wissenschaftlichen Durchbrüchen hinsichtlich der Fähigkeit, undefinierte Objekte wie Obst oder Gemüse mit Roboterhänden zu greifen und zu manipulieren“, erläutert das Institut.
Effizient und produktiv
Roboter beweisen sich bereits erfolgreich im industriellen Alltag. So erfüllt z.B. der Twister von Wafios „hohe Ansprüche an Qualität bei schneller Prozessabwicklung, sodass sich die Fertigungsprozesse effizient und produktiv gestalten“, betont das Unternehmen. Dabei handelt es sich um ein Biegesystem, das auch bei Rohr/Schlauch-Kombinationen einsetzbar ist. „Diese Basis kombinieren wir erfolgreich mit einem Kuka-Roboter“, so Wafios. Die Technik ermögliche es, eine nennenswerte Produktivitätssteigerung zu erzielen. Auch MiiC Opton (Europe) entwickelt seine Roboter kontinuierlich weiter. So wird sein Sechsachsenroboter mit Biegekopf auf einem Bett geführt. Der Roboter bewegt sich auf der Führungsbahn zum Biegen eines Werkstücks, das durch das Spannfutter an einem festen Ort angeordnet gehalten wird. „Der Roboter führt an seinem Fahrmodus Beladen, Entladen, alle Bewegungen des Vorschubes zwischen zwei Biegestellen sowie Rotation und Biegen durch“, erläutert das Unternehmen.
Energie und Daten
Im Umfeld der Robotik ist vieles zu beachten – z.B. das Energie- und Datenmanagement. Leoni entwickelt intelligente Lösungen für Roboterenergiezuführungen und Schleppketten. „Diese ermöglichen es, ungeplante Stillstände einer Anlage zu vermeiden und dadurch Wartungskosten zu reduzieren“, erklärt das Unternehmen. Die Produktion werde dadurch effizienter. Energiezuführungssysteme und Schleppketten versorgen Roboter und Produktionsanlagen mit Energie und stellen die Verbindung zu Steuerung und Sensoren sicher. „Sie sind im Produktionsalltag sehr hohen Belastungen ausgesetzt und können zu kostenintensiven ungeplanten Produktionsstillständen führen, wenn z.B. Daten- und Energiekabel an Robotern und in Schleppketten aufgrund von Abnutzung ausfallen.“ Leoni hat daher intelligente Kabelsysteme entworfen, die ihren Zustand aktiv überwachen, analysieren und übermitteln. „Klares Ziel ist dabei, Stillstände in der Produktion zu vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit in der Produktion zu steigern“.
Lukrative Aufträge
Investitionen rund um die Robotik sind schon lange lohnenswert. So erhielt Leoni von Volkswagen den Auftrag, 1.300 Roboter für die Herstellung von Elektrofahrzeugen der Plattform MEB (Modularer Elektrifizierungsbaukasten) an dessen Standort in Zwickau mit der Schlauchpaketlösung LSH3 auszustatten. Damit unterstützt Leoni VW in der Umstellung des Produktionsstandortes für Verbrennerfahrzeuge hin zum reinen E-Mobilitätsstandort, was bis Ende 2020 abgeschlossen sein soll. Am VW-Produktionsstandort Zwickau rüstet Leoni die Roboter mit der Schlauchpaketlösung LSH3 für Fügetechniken wie Schweißen, Handling, Lasern, Clinchen oder auch Kleben aus. Zusätzlich umfasst das Projekt die Installation von Bodenleitungssätzen, das heißt die Verkabelung vom Roboter bzw. vom stationären Werkzeug zur Robotersteuerung.
