Kollaborative Roboter
Flexibel und ohne Käfig
Hinter dem Begriff Cobots verbergen sich kollaborative Roboter, die den Mitarbeitern in der Produktion zur Hand gehen sollen. Aber was können die kleinen Helfer wirklich leisten und welche Vor- und Nachteile haben sie gegenüber traditionellen Industrierobotern? Unser Schwestermagazin, das INDUSTRIE 4.0-MAGAZIN, hat mit Darius Wilke, Director European Business bei Rethink Robotics, darüber gesprochen.
Herr Wilke, was verbirgt sich hinter dem Begriff Cobots und was unterscheidet sie von Industrie-Robotern?
Darius Wilke: Wir sehen zwei Kriterien, die einen Cobot von einem traditionellen Industrie-Roboter unterscheiden. Das erste Kriterium ist relativ offensichtlich: Ein Cobot hat keinen Käfig um sich herum. Er ist mit Sensoren ausgestattet und wenn er mit Menschen in Berührung kommt, stoppt er seine Tätigkeit. Er stellt somit praktisch keine Gefahr für Mensch und Umgebung dar. Das zweite Kriterium für uns ist das Thema ‚ease of use‘. Das heißt, ein Cobot sollte sehr flexibel sein und sich schnell einsetzen lassen. Das hat zur Folge, dass Unternehmen einen Cobot dort einsetzen können, wo Automatisierung mit einem traditionellen Roboter wirtschaftlich nicht sinnvoll ist.
Gibt es auch Nachteile bzw. kann ein Cobot die Aufgaben eines traditionellen Roboters übernehmen?
Wilke: Darüber sprechen wir auch mit unseren Kunden. Es ist nicht so, dass Cobots etwas tun können, was Industrie-Roboter tun können und umgekehrt. Es ist sehr wichtig, dass unsere Kunden das verstehen. Wenn ein Unternehmen etwa einen Cobot für Schweißarbeiten einsetzen möchte, dann ist das nicht das richtige Einsatzfeld. Was die Vor- und Nachteile angeht ist es z.B. so, dass ein Industrie-Roboter für eine Aufgabe ausgelegt ist, die sich über Wochen, Monate und Jahre wiederholt. Cobots können dagegen Dienstag bis Donnerstag an der einen Station eingesetzt werden und Freitag und Montag an einer anderen. Zudem benötigt man keine Spezialisten, um einen Cobot in Betrieb zu nehmen. Gleichzeitig gibt es aber auch Grenzen. Diese liegen z.B. in der Traglast. Es macht z.B. keinen Sinn, eine Karosserie oder ein Werkstück, das 30 oder 50 Kg wiegt, mit einer kollaborativen Applikation zu bearbeiten.
Wie einfach lässt sich das Einsatzgebiet ändern? Sie sagen, ein Ingenieur ist dafür nicht nötig. Könnte das quasi jeder Mitarbeiter?
Wilke: Jeder Mitarbeiter kann es nicht und sollte es auch nicht können. Das typische Set-up bei einem Kunden stellt sich so dar, dass vor Ort ein Mitarbeiter ausgewählt wird. Dieser erhält eine Schulung, wobei das Training zwischen einem und drei Tagen dauert und von einem unserer Partner durchgeführt wird. Das hängt im Wesentlichen davon ab, wie tief der Kunde in das Thema Cobots einsteigen möchte. Es gibt Kunden, die sehr umfassend geschult werden möchten, und andere, die sagen, ‚ein Tag reicht mir‘. Wichtig ist, dass für die Schulung ein Facharbeiter zur Verfügung steht. Dieser kann den Roboter dann anlernen, bedienen und ihn für unterschiedliche Applikationen in der Fertigungslinie einsetzen. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Darius Wilke, Director European Business, Rethink Robotics
Haben Sie ein konkretes Beispiel für die Inbetriebnahme der Cobots?
Wilke: Einer unserer Kunden versuchte mehrere Tage lang, eine bestimmte Aufgabe mit einem Industrie-Roboter zu lösen, bevor unser Team vor Ort war. Wir haben dann die Train-by-Demonstration-Funktion von Sawyer angewandt: Das heißt, wir haben Sawyer durch das bloße Führen des Roboterarms innerhalb von zehn Minuten eine komplett neue Aufgabe beigebracht.
Wie funktioniert das konkret? Lernt der Cobot durch Vormachen?
Wilke: Die Grundidee dahinter ist die folgende: Sawyer hat unterschiedliche Tasten an seinem Arm. Wenn eine Taste betätigt wird, kann man den Arm in den sogenannten Schwerelosigkeits-Modus, den ‚Zero-G Mode‘, versetzen. In diesem Modus ist es möglich, den Arm quasi wie schwerelos zu bewegen, da die Motoren das Gewicht des Arms aufheben. Nun kann man mit unterschiedlichen Tastenkombinationen sagen: ‚Ich möchte, dass du an dieser Stelle etwas aufhebst, den Greifer schließt und das Teil an einer anderen Stelle ablegst‘. Wenn ein Kunde dagegen ein Tablett hat, auf dem 60 Teile liegen, die in eine Maschine eingelegt werden sollen, muss nicht alles von Hand justiert werden. Diese Aufgabe kann über die Laptop-Verknüpfung erstellt werden, ohne dass dazu Programmierkenntnisse erforderlich sind.
Gibt es über die eigentlichen Aufgaben hinaus einen Mehrwert, den der Cobot bietet – etwa eine Art Condition Monitoring?
Wilke: Momentan ist der Roboter noch nicht an die produktionsintere IT angeschlossen – daran arbeiten wir. Was wir mit Intera 5.2 bereits können – Intera ist das Betriebssystem von Sawyer -, ist die Anzeige der Leistungsdaten des Roboters. Wenn ein Kunde z.B. wissen möchte, wie viele Teile der Roboter verpackt hat, kann diese Information angezeigt werden. Wir können also die Anzahl der Picks und Places, die Dauer der Zykluszeit oder auch die Zeit, die Sawyer gebraucht hat, um ein Teil zu verpacken zur Verfügung stellen. Kunden, die diese Funktion nutzen, sehen als nächsten Schritt die Bereitstellung von Daten in der Produktions-IT, um Data Analytics zu ermöglichen.
Cobot und Mensch sollen zusammenarbeiten. Gibt es diesbezüglich Berührungsängste?
Wilke: Absolut. Es gibt eine gesunde Portion Neugier und in einigen Fällen eine gesunde Portion Skepsis bei den Mitarbeitern. Ein Roboter löst so eine Art Faszination aus und die Mitarbeiter sind neugierig auf die Technologie. Aber in manchen Fällen gibt es auch Ängste, etwa dass Roboter Arbeitsplätze wegnehmen. Fakt ist jedoch: Keiner unserer Kunden hat je einen Mitarbeiter aufgrund der Einführung eines Cobots entlassen. Zumal der Roboter beispielsweise auch unangenehme Aufgaben übernimmt, bei denen die Mitarbeiter froh sind, sie nicht mehr ausführen zu müssen – wir bezeichnen solche Aufgaben als 3D-Aufgaben. Das erste D steht für ‚dull‘, also langweilig. Das zweite D steht für ‚dangerous‘, also gefährliche Aufgaben und das dritte D steht für ‚dirty‘, also schmutzige Aufgaben. Cobots sollen den Menschen entlasten – etwa, wenn es um so genannte ‚rote Arbeitsplätze geht‘, also Arbeitsplätze, die unergonomisch sind. Dort ist der Einsatz eines Cobots typischerweise empfehlenswert.
diese Technologie ausprobieren”
Darius Wilke, Director European Business, Rethink Robotics
Das Einsatzgebiet ist also durchaus branchenübergreifend?
Wilke: Absolut. Daher schauen wir eigentlich selten auf Industrien. Was wir uns anschauen, sind Applikationen. Nehmen wir an Sawyer verpackt Teile, die vom Fließband kommen – das kann in jeder Industrie sein: Etwa im Bereich Food, wo Chipstüten in eine Box eingepackt werden oder in der Pharmaindustrie, wo Medikamente konfektioniert werden. Auch im Bereich Qualität und Inspektion können Cobots zum Einsatz kommen – etwa bei Produkten für den Industriegebrauch, wo untersucht werden muss, ob alle Hinweise korrekt angebracht sind.
Wie verhält es sich mit den Kosten? Ein Cobot ist schnell einsetzbar, aber macht er sich auch schnell bezahlt?
Wilke: Ein Cobot soll sich schnell amortisieren. Typisch sind Amortisationszeiten zwischen vier Monaten und einem Jahr. Die Armotisationszeit hängt im Wesentlichen von drei Variablen ab: zum einen von den Produktionskosten, dann von der Anzahl der Schichten und drittens stehen Unternehmen vor der Herausforderung, dem Fachkräftemangel zu begegnen. In einigen Ländern fällt dieser besonders ins Gewicht. Unternehmen möchten z.B. Kapazitäten ausbauen, die Auftragsbücher sind voll, aber sie finden keine Mitarbeiter. An dieser Stelle kommen die Roboter ins Spiel. Einmal angelernt, sind sie rund um die Uhr einsetzbar und können beispielsweise auch Nachtschichten übernehmen. Morgens, wenn die Mitarbeiter ihre Schicht beginnen, finden sie bereits 400 qualitätsgeprüfte Teile vor, die weiterverarbeitet werden können.
Was können wir denn in Zukunft noch von den Cobots erwarten?
Wilke: Das ist eine sehr gute Frage. Unser Unternehmen hat die Philosophie, dass wir uns sehr stark auf die Software fokussieren. Sawyers Betriebssystem Intera bekommt durch regelmäßige Updates immer auch neue Funktionen hinzu. Ich denke, was wir in Zukunft erwarten können ist, dass Cobots immer vielseitiger werden. Auf der anderen Seite sollten aber auch die Unternehmen ihrerseits den Schritt wagen und diese Technologie ausprobieren. Jedes Unternehmen sollte für sich herausfinden, welche Möglichkeiten ein Cobot bietet. Um den Erfolg ihres Cobot-Projekts sicherzustellen, beraten wir unsere Kunden intensiv von der ersten Sondierungsphase bis hin zur Inbetriebnahme. (mst)
