Kollaborative Roboter (Cobots) in die Produktion integrieren

Seit dem Durchbruch von ChatGPT ist die Nutzung von KI nicht nur Fachleuten vorbehalten: Für erstaunliche Ergebnisse muss man keine Programmiersprachen beherrschen. Das einstige Nischenthema ist im Mainstream angekommen. Doch ChatGPT gehört zu einer viel größeren Entwicklung. Laut dem Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung Berlin (WZB) unterstützen digitale Assistenzsysteme Menschen „weitgehend selbstständig bei Aufgaben, die sie in ihrer beruflichen Tätigkeit ausüben“. Das WZV unterscheidet zwischen zwei Arten von digitalen Assistenzsystemen: für kognitive (wie bei ChatGPT) und für manuelle Tätigkeiten. Cobots sind ein Paradebeispiel für die zweite Kategorie. Durch sie wird Robotertechnologie leicht zugänglich. Komplexe Programmierung entfällt und die Einstiegshürden für die Integration sind niedrig. Sie benötigen umfassende Praxistipps für die Cobot-Integration? Dann sichern Sie sich jetzt das kostenfreie Whitepaper von item.

Beim Einsatz von Cobots profitieren Sie von vielen Vorteilen: Schnell umrüstbare Werkzeuge und ein geringes Gewicht sorgen für Flexibilität. Zunehmend spricht man von der „Demokratisierung der Robotik“. Nicht zuletzt, weil Cobots immer benutzerfreundlicher werden. Dieser Erfolg führt zu vielen Fragen: Wie ist ein Cobot definiert? Was ist das richtige Vorgehen bei der Prozessautomatisierung mit Cobots? Mit welchen Mitteln lassen sie sich in die Produktion integrieren? Darin besteht der entscheidende Unterschied zu einem Chatbot: Cobots benötigen Unterstützung durch eine passende Roboterperipherie. Nur so können sie ihr volles Potenzial entfalten. Mit dem item Systembaukasten haben Sie bei der Integration von Cobots in Ihre Produktion maximale Flexibilität.

„Cobot“ bzw. „kollaborativer Roboter“ und „Leichtbauroboter“ werden oft als Synonyme verwendet. Es gibt aber Unterschiede. Bei kollaborativen Robotern ist der Name Programm: Spezielle Sensorik erlaubt die Zusammenarbeit mit dem Menschen. Widerstandssensoren in den Robotergelenken stoppen die Bewegung, falls der Cobot auf ein Hindernis stößt. Je nach Betriebsart oder Anwendungsfall können Sensorik und Schutzeinrichtungen ergänzt werden. Leichtbauroboter sind industrielle Roboter, die im Vergleich mit herkömmlichen Industrierobotern kleiner, agiler und leichter sind. Sie können einen Leichtbauroboter grundsätzlich als Cobot einsetzen. Wichtig: Achten Sie auf individuell angepasste Sicherheitsvorkehrungen.  

Bei der Programmierung von Cobots wird intuitive Software mit grafischer Benutzerführung eingesetzt. Ihnen stehen individuell anpassbare Konfigurationsvorlagen zur Verfügung. Das Anstoßen des Lernprozess durch die manuelle Führung des Roboterarms genügt oft. Dann können Sie relevante Wegpunkte leicht einspeichern. Doch bei Aufgaben wie der Sortierung oder Vereinzelung von Schüttgut reicht das nicht aus. Hier können Sie Lösungen wie die KI-basierte Software robobrain® nutzen. Durch diese Steuerungsplattform des Münchner Start-ups robominds bekommt der Cobot eine Art Gehirn. Die Bilder einer 2D/3D-Kamera sorgen für den richtigen Input. Zusätzlich verfügt die Software über vorinstallierte Skills: Sie müssen den Cobot nicht anlernen. Cobots mit KI-Unterstützung kommen etwa bei der Sortierung sensibler Laborproben zum Einsatz. Bei diesem Praxisbeispiel befinden sich die Cobots in einer Roboterzelle auf Basis der item Baureihe XMS.

Kollaborative Roboter bieten Ihnen besondere Vorteile. Nutzen Sie für verschiedene Aufgaben bestimmte Endeffektoren. Je nach Anwendungsfall können Sie Cobots schnell umrüsten. Neben pneumatischen und elektromechanischen Greifern stehen Ihnen Systeme zum Schrauben, Schweißen oder Palettieren zur Verfügung. Je nachdem, welches System eingesetzt wird, ist ein automatisierter Werkzeug- oder Greiferwechsel innerhalb von Sekunden möglich. Dank des geringen Gewichts können Sie einen Cobot auf mobilen Lösungen befestigen. So transportieren Sie den kollaborativen Roboter schnell zu verschiedenen Einsatzorten.

Sie stehen vor Ihrer ersten Cobot-Anwendung? Beginnen Sie am besten mit einem kleinen Pilotprojekt. Die Lösung zentraler Herausforderungen wäre zu diesem Zeitpunkt zu aufwendig. Experimentieren Sie stattdessen im Rahmen eines überschaubaren und flexiblen Projekts. Sie können schnell Erfolge erzielen und die Erfahrungen später effektiv nutzen: So treiben Sie die Automatisierung durch Cobots Schritt für Schritt voran. Mitarbeitende haben in der Pilotphase Zeit, sich mit dem Roboter vertraut zu machen: In dieser Phase erfassen sie das volle Potenzial kollaborativer Roboter. Hierzu zählt die Beschäftigung mit der einfachen Programmierung, Software-Einstellung und Fehlerkorrektur.

Ob bei der Einführung von Lean Production oder dem Einsatz von Cobots: Die erfolgreiche Veränderung etablierter Arbeitsprozesse steht und fällt mit der Akzeptanz der Mitarbeitenden. Anwendungen am Anfang der Produktionskette sind gut für den Projektstart geeignet. Gerade repetitive Tätigkeiten wie Pick-and-place-Aufgaben und die Maschinenbeschickung bieten sich an. So werden bei der Maschinenbeschickung Abkant- oder Prägepressen kontinuierlich mit Rohlingen bestückt. Fachkräfte sind dafür oft überqualifiziert. Eine Entlastung durch Cobots verschafft ihnen mehr Zeit für anspruchsvollere Aufgaben. Solche Roboter-Anwendungen lassen sich häufig in kurzer Zeit umsetzen.

Cobots kommen nicht immer in direkter Mensch-Roboter-Kollaboration zum Einsatz. Bei der Zuführung und Entnahme von Material ist die gelegentliche Kollaboration zwischen Mensch und Roboter der Normalfall. Insbesondere bei der Palettierung oder bei Schweißaufgaben ist das ein Vorteil: In der Produktion muss sich der Cobot bei der Geschwindigkeit nicht zurückhalten. Insgesamt verliert die Mensch-Roboter-Kollaboration an Bedeutung. Die leichte Integration, Inbetriebnahme und Nutzung von Cobots rücken in den Vordergrund. Zusätzlich werden die Unterschiede zwischen Industrierobotern und Cobots durch die Weiterentwicklung immer geringer. Traglasten und Geschwindigkeit nehmen kontinuierlich zu. Exemplarisch für diese Entwicklung stehen Modelle wie der SWIFTI™ CRB 1100 von ABB oder der UR30 von Universal Robots.

Sie haben Ihr Pilotprojekt erfolgreich abgeschlossen? Nun erfolgt schrittweise die Integration von Cobots in die Produktion. Hier ändern sich die Anforderungen häufig. Möglicherweise müssen Sie vorhandene Roboterlösungen erweitern und anpassen. Die Peripherie des Roboters bestimmt seine Einsatzmöglichkeiten: Das Umfeld des kollaborativen Roboters muss individuell gestaltet sein. Eine flexibel einsetzbare, modulare Konstruktionsbasis ist die ideale Lösung. Mit dem item Systembaukasten realisieren Sie schnell eine passende Roboterperipherie. Diese ist präzise auf Ihren Anwendungsfall zugeschnitten.

Im item Online Shop finden Sie vielfältige Musterlösungen: Beispielsweise eine mobile Roboter-Insel mit Kabeldurchführung und Handgriff. Zu den weiteren Lösungen gehören ein Basis-Arbeitstisch oder eine teilumhauste Kabine. Bei jeder Lösung profitieren Sie von den Vorteilen der item Profiltechnik aus Aluminium: Geringes Gewicht und hohe Stabilität zeichnen alle Konstruktionen aus. Bereits vorhandene Lösungen können Sie dank vielseitiger Verbindungstechnik flexibel verändern und erweitern. Durch die Ergänzung von Rollen verwandeln Sie ein statisches Untergestell schnell in eine mobile Variante. Sie setzen bereits Arbeitstische von item ein? Rüsten Sie diese einfach mit speziellen Roboter-Montageplatten für die Modelle gängiger Cobot-Hersteller um.