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Einsatzgebiete für Roboter: Schrauben und Schweißen

Moderne Cobots machen Schweißroboter für Kleinserien auch für KMU zugänglich und erschwinglich. 

In der Produktion gibt es erstaunlich viele Einsatzgebiete für Roboter. Die rasante Entwicklung der Robotik hin zu leichten Cobots bietet produzierenden Unternehmen eine Vielzahl an Möglichkeiten. Ihr besonderer Vorteil ist, dass sie sich nahtlos und flexibel in bestehende Produktionsbereiche integrieren lassen. Sie benötigen weder die umfassenden Schutzeinrichtungen noch die großen Stellflächen etablierter Industrieroboter. Aufgrund ihres geringen Eigengewichts lassen sie sich zudem sicher auf mobilen Gestellkonstruktionen montieren. Auch dieser Punkt erweitert die Einsatzgebiete für diesen Robotertyp enorm: Prinzipiell kann innerhalb einer Schicht der gleiche Roboter etwa zum Schrauben und Schweißen eingesetzt werden.

Ihre enorme Flexibilität verdanken Cobots nicht zuletzt ihrer vergleichsweise einfachen Programmierbarkeit samt grafischer Benutzerführung. Auch die große Auswahl an Endeffektoren (EOAT = End-of-Arm-Tooling) trägt ihren Teil dazu bei. Dadurch eignen sich solche Roboter etwa auch zur Übernahme repetitiver Aufgaben wie dem Montieren und Sortieren von Bauteilen und Schüttgut in der manuellen Produktion. Weitere interessante Einsatzgebiete für Cobots ergeben sich zudem bei Arbeitsschritten, die für menschliche Mitarbeiter ergonomisch belastend oder generell gesundheitsgefährdend sind.

Einsatzgebiete für Roboter im Überblick

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Nicht nur ergonomisch von Vorteil: Roboter schrauben lassen

Das Verschrauben von Bauteilen gehört zu den klassischen Aufgaben in der manuellen Produktion – und ist ein ideales Einsatzgebiet für Roboter. Lange galten die zeitaufwendigen und teilweise feinmechanischen Arbeitsschritte als eine nur sehr aufwendig zu automatisierende Aufgabe. Gleichzeitig sind Schraubvorgänge eine für den Mitarbeiter ergonomisch ungünstige Montagearbeit. Häufig müssen dabei in einem Produktionsschritt zahlreiche Schraubvorgänge durchgeführt werden. Sowohl das Andrücken als auch das Reaktionsmoment beim Anziehen der Schrauben sind für die Handgelenke belastend. Dies gilt umso mehr, wenn Mitarbeiter bei der Handhabung von Kleinschraubern eine unergonomische Haltung einnehmen müssen, um ungünstig gelegene Positionen zu erreichen.

Kraft-Momenten-Sensoren messen die am Werkzeug oder am Roboterarm wirkenden Kräfte und setzen diese in für den Roboter verwertbare Signale um. So kann er beim Schrauben quasi erfühlen, ob die jeweilige Schraube richtig platziert ist.

Schrauben via Roboter kann Mitarbeiter entsprechend deutlich entlasten. Über ihre zahlreichen Bewegungsachsen erreichen Roboter Schraubpositionen ebenso gut wie eine menschliche Hand. Zudem führen sie selbst tausende Schraubvorgänge mit dem immer genau richtigen Drehmoment aus. Die exakte Positionierung des Schraubers lässt sich über eine kameraunterstützte Steuerung oder über Kraft-Momenten-Sensoren sicherstellen. Letztere messen die am Werkzeug oder am Roboterarm wirkenden Kräfte und setzen diese in für den Roboter verwertbare Signale um. So kann der Roboter beim Schrauben quasi erfühlen, ob die jeweilige Schraube richtig platziert ist. Mit Kraft-Momenten-Sensoren ausgerüstete Cobots kommen so den Leistungsdaten der menschlichen Hand sehr nahe. Zudem entfällt, dank der Sensorik, das Programmieren millimetergenauer Haltepunkte für den Roboterarm.

Auf mobilen Gestellkonstruktionen montiert, können Cobots einfach an wechselnden Arbeitsstationen herangefahren und so für verschiedene Arbeitsschritte eingesetzt werden.

Wenn Roboter schweißen: Viele Vorteile für Unternehmen

Auch beim Einsatz von Cobots zum Schweißen ergeben sich für Unternehmen zahlreiche Vorteile. Bei diesem Einsatzgebiet für Roboter kommt hinzu, dass Mitarbeiter hier beim manuellen Schweißen giftigem Rauch ausgesetzt sein können. Notwendige Schutzausrüstung und mitunter schwer zu erreichende Schweißpunkte erschweren die Aufgabe für den Mitarbeiter zusätzlich. Hinzu kommt der Fachkräftemangel in der produzierenden Industrie, der nicht zuletzt auch Schweißer betrifft. Gerade hier zeigen Cobots einen Lösungsweg auf: Wenn Roboter das Schweißen übernehmen, können die Facharbeiter gleichzeitig anderen wertschöpfenden Tätigkeiten nachgehen und sich etwa um die Positionierung der Werkstücke, Qualitätskontrolle, Nacharbeiten und Ähnliches kümmern.

Cobots können sowohl in eine von Grund auf neu konzipierte Schweißkabine integriert als auch direkt auf eine vorhandene Schweißwerkbank montiert werden.

Bei der Integration von Cobots zum Schweißen gibt es verschiedene Ansätze. Die kompakten Roboter können sowohl in eine von Grund auf neu konzipierte Schweißkabine integriert als auch direkt auf eine vorhandene Schweißwerkbank montiert werden. Ebenfalls möglich ist die Platzierung eines Cobots auf einer mobilen Gestellkonstruktion zwischen zwei sich gegenüberstehenden Schweißwerkbänken. So können Mitarbeiter an der einen Werkbank fertige geschweißte Teile entnehmen und jene anschließend neu bestücken, während der Cobot bereits das nächste Bauteil an der zweiten Werkbank bearbeitet. Mit einer solchen Arbeitsteilung, der einfachen Programmierung von Schweißpunkten und einer Vielzahl bereits vorhandener Endeffektoren zum Schweißen lässt sich ein Schweißroboter auch für Kleinserien effizient einsetzen.

Aufgrund der nahtlosen Integration in eine bestehende Produktion sind Cobots als Schweißroboter für Kleinserien wirtschaftlich interessant. Bild: Parilov / #439355805 – stock.adobe.com

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