Hochwertig, präzise und flexibel einsetzbar.

Einsatz kollaborativer Roboter im Mittelstand.

Um international mithalten zu können, müssen Industrie und Handwerk automatisieren. Am Markt geht der Trend allerdings immer stärker dahin, individuelle Kundenanforderungen mit einer größeren Produktvielfalt in kleineren Chargen zu erfüllen. Statt passgenauer, aber wenig flexibler Speziallösungen kommen deshalb häufig Industrieroboter zum Einsatz. Sie sind nicht nur einfacher an wechselnde Aufgaben anpassbar, sondern auch preisgünstiger. Mit Blick auf dieses Marktsegment wurden kollaborative Roboter entwickelt, die ohne Absperrungen direkt mit Menschen zusammenarbeiten können.

Hochwertig, präzise und flexibel einsetzbar. Einsatz kollaborativer Roboter im Mittelstand.

„Da sich viele industrielle Arbeitsabläufe mit Robotern einfach und kostengünstig automatisieren lassen, findet man diese inzwischen auf allen Ebenen industrieller und auch handwerklicher Produktionsanwendungen“, weiß Michael Finke, Product Manager Robots bei Mitsubishi Electric Europe in Ratingen. So steigerte sich die Zahl der in Deutschland jährlich neu installierten Industrieroboter von 2010 bis 2018 von 14.061 auf 26.723. In den beiden Jahren seither gab es zwar einen Einbruch auf rund 22.000 pro Jahr, doch zeigt der relativ geringe Rückgang des Coronajahres 2020, dass Industrie und Gewerbe ungeachtet der Krise bei ihren Investitionen weiterhin häufig auf Lösungen mit Robotern setzen. Bezüglich der eingesetzten Robotertypen dominieren die sogenannten Knickarm-Roboter bei weitem, erst mit deutlichem Abstand gefolgt von Portal-, Scara- und Parallelrobotern. Mitsubishi Electric stellt seit vielen Jahren Industrieroboter mit Nennlasten bis zu 70 kg her und hat im Marktsegment Knickarmroboter einen hohen Marktanteil. Bei SCARA-Robotern liegt dieser im zweistelligen Bereich.

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Hand in Greifer – Cobots unterstützen Mitarbeiter direkt

„Bei herkömmlichen Industrierobotern ist kein direkter Einsatz zusammen mit Mitarbeitern möglich, weil die Arbeit im direkten Umfeld ein Risiko darstellt“, ergänzt M. Finke. Der Arbeitsbereich muss daher durch Umzäunungen oder andere Sicherheitsmaßnahmen strikt abgetrennt werden. Dadurch entfiel bisher jegliche Möglichkeit, gerade im Bereich kleinerer Stückzahlen und schnell wechselnder Aufgabenstellungen (HMLV, Hoch-Mix-Niedrig-Volume-Produktion) die Zuverlässigkeit und Kraft des Roboters mit der Flexibilität und Kreativität des Menschen zu kombinieren. Als Abhilfe wurden daher Cobots entwickelt. Dieses Kunstwort setzt sich aus den Begriffen „Collaborative“ (kollaborierend) und Roboter zusammen. Sie sind so ausgelegt, dass sie sofort stoppen, wenn ihre Sensoren feststellen, dass es zu einer unvorhergesehenen Berührung mit Menschen gekommen ist. Dadurch kann es nicht zu Verletzungen kommen. Zudem ist ihre Achsgeschwindigkeit soweit verringert, dass Mitarbeiter rechtzeitig ausweichen können. Außerdem können sie im Vergleich mit üblichen Industrierobotern vom Mitarbeiter leicht bedient und direkt am Arbeitsplatz programmiert werden. Für die Automatisierung von Aufgaben insbesondere im HMLV-Bereich eröffnen sich dadurch interessante neue Arbeitsfelder.

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Der Mitsubishi Electric MELFA Assista

„In diesen interessanten Markt ist Mitsubishi Electric mit dem MELFA ASSISTA eingestiegen“, sagt M. Finke. Im Unterschied zu den häufigen Low-Cost-Angeboten am Cobot-Markt handelt es sich beim MELFA ASSISTA um einen „richtigen“ Industrieroboter. Er steht bei Präzision und Positioniergenauigkeit einem Standard-Industrieroboter in nichts nach. Er verfügt über eine außergewöhnlich hohe Wiederholgenauigkeit von ±0,03 mm bei einer Nennlast von 5 kg und einem Reichweitenradius von 910 mm. Seine Befähigung für die direkte Zusammenarbeit mit Menschen verdankt er extra hochauflösenden Winkelgebern in allen Achsen sowie extrem schnell reagierenden Antrieben. Dadurch reagiert er schon bei kleinsten Bahnabweichungen nach Kontakt mit einem unerwarteten Hindernis mit sofortigem Stillstand. Auch führt er im standardmäßigen Cobot-Modus alle Bewegungen mit sicherheitsbedingt verringerter Geschwindigkeit aus. Durch passende Beschaltung eines Sicherheitskontakts verwandelt er sich auf Wunsch in einen „normalen“ Industrieroboter, der seine Aufgaben mit hoher Geschwindigkeit abarbeitet. Als besonderen Clou verfügt der MELFA ASSISTA über eine KI-gestützte Selbstdiagnose, wodurch die Wartung vereinfacht wird, sowie über offene Schnittstellen zur Einbindung in übergeordnete IT-Strukturen bis hin zu Industrie 4.0-Lösungen.

Einfache Handhabung

„Ein wesentlicher Vorteil von Cobots ist ihre einfache Programmierung, die ein schnelles Einrichten auch ohne Fachwissen in der Roboterprogrammierung ermöglicht“, verrät M Finke. Am einfachsten geht dies zunächst durch das handgeführte Teachen. Hierbei nimmt der Benutzer den Arm und bewegt ihn in die gewünschte Position. Durch Tastendruck auf das im Arm integrierte Tastenfeld wird die neue Position gespeichert. Für die Bediener ist das Verfahren sowohl zeitsparend als auch intuitiv.

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Für anspruchsvollere Programmieraufgaben gibt es zudem eine visuelle Programmiersoftware via Tablet. Hierbei hilft ein „virtueller Zwilling“, der den Roboter samt seiner Arbeitsumgebung grafisch darstellt. Die RT VisualBox ermöglicht per Drag&Drop die Programmierung sowohl diverser Bewegungs-Funktionen als auch individuelle Anpassungen an jede Bewegung. Damit können auch Bediener ohne spezielle Roboterkenntnisse die Einstellungen eines Programms ändern.

„Viele industrielle Arbeitsabläufe lassen sich mit Robotern einfach und kostengünstig automatisieren.“ Michael Finke, Product Manager Robots bei Mitsubishi Electric

Beispiel für Industrieroboter-Einsatz im Mittelstand

„Die Lösung konkreter Produktionsaufgaben erfordert häufig die Einbeziehung diverser Spezialisten, die sich auf einer ganzen Reihe von Fachgebieten auskennen“, erläutert M. Finke. Beispiel hierfür sei die „DiamondCell“ für das präzise Profilieren von Schleifscheiben in einer Drahterosionsanlage mithilfe eines Mitsubishi-Electric-Industrieroboters. Hier habe ein Systemintegrator zahlreiche Anlagen und Technologien in einer kompakten Zelle zu einer funktionalen Einheit zusammengefasst. Im Prinzip könne ein gewitzter Mittelständler natürlich einen Roboter direkt bei Mitsubishi Electric kaufen und selbst damit arbeiten. Hierfür stünden ihm sowohl Beratungs- als auch Schulungsangebote zur Verfügung. Selbst vorkonfigurierte Greifer würden direkt vom Hersteller mit angeboten. Generell sei es jedoch sinnvoller, sich mit einem solchen Projekt an einen Systemintegrator zu wenden, der sich auf solche ganzheitlichen Lösungen spezialisiert habe. Bei der Suche nach geeigneten Partnern sei Mitsubishi Electric natürlich gerne behilflich.

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Direkte Kooperation mit Menschen.

Der Cobot MELFA ASSISTA von Mitsubishi Electric eignet sich für die direkte Kooperation mit Menschen

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„Ein wesentlicher Vorteil von Cobots ist die einfache Programmierung, die ein schnelles Einrichten ohne Fachwissen in der Roboterprogrammierung ermöglicht.“

Beispiel für Industrieroboter-Einsatz im Mittelstand