Die Mensch-Roboter-Kollaboration hilft den Automatisierungsgrad im Zuge von Industrie 4.0 zu erhöhen

Leichtbauroboter als Produktionsassistenten

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Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe sehen sich, neben dem Druck immer flexibler zu werden, auch verstärkt mit der Herausforderung des demografischen Wandels konfrontiert. In Zeiten von Industrie 4.0 steht hier die Mensch-Roboter-Kollaboration im Fokus. So können die Leichtbauroboter von Universal Robots den Menschen bei ergonomisch ungünstigen Arbeiten entlasten und als Produktionsassistenten mit ihm zusammenarbeiten.

Keine Frage – Industrie 4.0 steckt noch in den Kinderschuhen. Aufgrund der vielfältigen Anforderungen an die industrielle Fertigung ist es jedoch unerlässlich sich frühzeitig mit Möglichkeiten und Entwicklungen auseinander zu setzen. Es führt kein Weg daran vorbei, dass Fabriken auch kleine Losgrößen rentabel handeln, Variantenvielfalt als Chance begreifen und ihre Mitarbeiter langfristig an das Unternehmen binden. Nur dann können sie auch künftig wettbewerbsfähig bleiben. Das gilt vor allem für kleinere und mittelständische Betriebe, die sich in einer globalisierten Welt behaupten müssen.

Automatisierungslösungen, die den Menschen sowohl von körperlichen Tätigkeiten entlasten, als auch die Produktivität erhöhen, stehen schon heute im Fokus, wenn es um innovative Produktionsmethoden geht. Leichtbauroboter, die sicher, flexibel, einfach zu bedienen und kostengünstig sind, ermöglichen es dem Großteil aller produzierenden Betriebe, ihre Fertigungslinien zu modernisieren und sich für die Zukunft zu rüsten. So kommen die Roboterarme UR5 und UR10 etwa in vielen KMU, die über eingeschränkte Platzverhältnisse verfügen und im Umgang mit Industrierobotern unerfahren sind, zum Einsatz. Sie entlasten Mitarbeiter von monotonen Aufgaben, die sie körperlich, aber nicht geistig fordern.
Je nach Anwendung dürfen die Roboter ohne Schutzzaun auf engstem Raum mit dem Menschen arbeiten. Sicherheit hat hier jedoch die höchste Priorität. Das heißt, bevor eine Roboterapplikation in Betrieb genommen wird, ist eine Risikoanalyse auf Basis der aktuell bestehenden Maschinenrichtlinien und DIN-Normen für den kollaborierenden Betrieb notwendig. Nur, wenn bestätigt ist, dass von der Roboteranwendung keine Gefahr für den Menschen ausgeht, darf sie ohne Schutzzaun genutzt werden.
Imagewandel bei Robotern: Vom gefährlichen Ungetüm zum kollegialen Assistenten
Die Roboter von Universal Robots unterstützen etwa bei Montageaufgaben, Verpackungsprozessen oder beim Be- und Entladen von CNC-Maschinen. Beim dem Schweizer Unternehmen Franke Küchentechnik AG hilft der Roboter beispielsweise Prozesse zu optimieren. Gesucht wurde nach einer Lösung, in der ein Roboter zusammen mit einem Mitarbeiter an einem Fertigungsprozess arbeitet und Befestigungslaschen an ein Spülbecken klebt: „Ein global agierendes Unternehmen steht unter ständigen Wettbewerbsdruck. Prozessoptimierung bei gleichmäßiger Qualität und das Einsparen von Kosten sind wichtige Kriterien, um sich langfristig Wettbewerbsvorteile zu sichern“, erklärt Christoph Henzmann, Projektleiter bei Franke. „Universal Robots ermöglicht Roboteranwendungen, in welchen sich Mensch und Roboter effektiv ergänzen, und in Bereichen, die mit klassischen Robotersystemen nicht realisierbar, beziehungsweise schlichtweg unwirtschaftlich sind.“
In diesem Zusammenhang wird der Imagewandel deutlich, den Roboter in den letzten Jahren erfahren haben: Statt schweren, lauten, teuren und Jobs vernichtenden Maschinen werden Leichtbauroboter heute zunehmend als Assistenten wahrgenommen, die Arbeitsplätze komfortabler machen, repetitive Aufgaben übernehmen und die Wettbewerbsfähigkeit sichern. So sieht das auch Anton Fries, Geschäftsführer des Dreh- und Frästeile-Zulieferers Fries aus Meitingen bei Augsburg: „Meine Mitarbeiter sind begeistert von dem Roboterarm. Innerhalb weniger Stunden haben sie gelernt, diesen zu programmieren und zu bedienen“, freut sich Fries, in dessen Unternehmen der Roboter für die Maschinenbestückung zuständig ist. „Der Mitarbeiter, der früher die CNC-Maschine bedient hat, kümmert sich heute um weitere Maschinen, ohne in Stress zu geraten. Außerdem kann er sich gänzlich auf die Qualitätskontrolle konzentrieren.“
Realisierbar: Die Mensch-Roboter-Kollaboration
Als wahre Produktionsassistenten treten Leichtbauroboter in Mensch-Roboter-Kollaborationen auf. Im vergangenen Jahr sind etwa die ersten UR-Roboter im kollaborierenden Betrieb in die Serienfertigung des VW Werks Salzgitter integriert worden. Dort unterstützen sie die Mitarbeiter etwa in der Zylinderkopfmontage bei der Handhabung von Glühstiftkerzen: „Wir möchten mit einer ergonomischen Arbeitsplatzgestaltung in allen Bereichen unseres Unternehmens langfristigen Belastungen für unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter vorbeugen. Durch den Einsatz von Robotern ohne Schutzzäune können sie Hand in Hand mit dem Roboter zusammenarbeiten. Hierdurch wird der Roboter zum Produktionsassistent der Fertigung und kann als solcher den Mitarbeiter von ergonomisch ungünstigen Arbeiten befreien“, erläutert Jürgen Häfner, verantwortlicher Projektleiter im Volkswagen Werk Salzgitter.
Auch bei BMW wird „Industrie 4.0“ durch die Implementierung von Mensch-Roboter-Kollaborationen vorangetrieben: Im US-Werk Spartanburg arbeiten seit Ende 2013 vier unserer Roboter direkt mit dem Menschen zusammen: Statt Folie zur Schall- und Feuchtigkeitsisolierung von Türinnenseiten manuell mit einem Handroller zu fixieren, sind nun die Roboter für diese anstrengende Tätigkeit zuständig. Entscheidend für deren Einführung waren vor allem ergonomische Aspekte: „Roboter, die den Menschen in der Fertigung zur Hand gehen und ihnen schwere körperliche Arbeiten abnehmen, werden die Fabrik der Zukunft prägen. Ihre Stärken sind Kraft und mechanische Genauigkeit“, sagt Harald Krüger, Produktionsvorstand von BMW.
Mit Automatisierung in eine planbare Zukunft
Internationale Konzerne gehen in großen Schritten voraus, aber auch KMU haben den Zeitgeist erkannt: Automatisierung bedeutet heute nicht mehr, Arbeitsplätze überflüssig zu machen, sondern vielmehr Mitarbeiter zu unterstützen und so zu einer Produktivitätssteigerung und einer planbaren Zukunft beizutragen. Das bewirkt, dass die Akzeptanz von Roboterlösungen hoch ist. Leichtbauroboter als Produktionsassistenten sind damit weit mehr als eine Vision – sie sind im industriellen Alltag angekommen und werden in den kommenden Jahren mit vielen weiteren Entwicklungen überraschen.
Universal Robots A/S www.universal-robots.com

Der Autor
Enrico Krog Iversen, CEO Universal Robots
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