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Roboter-Einsatzgebiete: Palettierung und Maschinenbeschickung

Es ist ein zentrales Ziel der modernen Robotik, Mitarbeiter gezielt von repetitiven und ergonomisch ungünstigen Arbeitsschritten zu entlasten. 

Roboter bieten produzierenden Unternehmen längst deutlich umfassendere Lösungen in der Prozessautomation als die reine Massenfertigung. Eine breite Auswahl an günstigen und einfach in die Produktion integrierbaren Leichtbaurobotern bietet zahlreiche Ansätze, um manuelle Produktionsschritte zu automatisieren. Als kollaborierende Roboter (Cobots) kommen sie unter Berücksichtigung geeigneter Sicherheitskonzepte im direkten Umfeld von menschlichen Mitarbeitern zum Einsatz. Unter den vielen möglichen Einsatzgebieten von Cobots in der Produktion sind vor allem diejenigen interessant, bei denen die Leichtbauroboter Aufgaben übernehmen, die von Mitarbeitern als belastend empfunden werden.

Technisch umfassen die Einsatzgebiete für diesen Typ Roboter mittlerweile auch anspruchsvolle Aufgaben wie das exakte Schrauben und Schweißen in der Produktion. Beide Tätigkeiten zwingen Mitarbeiter ohne Roboter-Unterstützung häufig in ergonomisch ungünstige Bewegungsabläufe. Beim Schweißen kommen die körperliche Belastung durch das Tragen der notwendigen Schutzausrüstung und eine Gesundheitsgefährdung durch giftige Dämpfe hinzu. Für die meisten Unternehmen bieten sich als ein Einstieg in die Welt der Robotik jedoch zwei weitere typische Arbeitsschritte in der Produktion an – die Palettierung und Maschinenbeschickung durch Roboter.

Einsatzgebiete für Roboter im Überblick

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Palettierung als typisches Einsatzgebiet für Roboter

Ein großer Vorteil von Cobots ist die mittlerweile hohe Verfügbarkeit unterschiedlichster Endeffektoren (EOAT = End-of-Arm-Tooling). Diese am Ende des Roboterarm befestigten und leicht umrüstbaren Werkzeuge verleihen Leichtbaurobotern ihre enorme Flexibilität. Mit Sauggreifern ausgestattete Roboter palettieren in einer Schicht mehr als 1.000 Verpackungseinheiten und bewegen dabei je nach Robotertyp mehrere Tonnen Gewicht. Die Palettierung mit Robotern funktioniert in der Praxis auch deshalb so gut, da sich die Leichtbauroboter mit ihren grafischen Benutzerführungen sehr einfach programmieren lassen. Oft können Mitarbeiter den Cobot auch schnell und eigenständig zum Handling neuer Paketmaße befähigen, indem sie den Roboterarm im Lernmodus von Hand führen. Die dabei erstellten Bewegungsprofile können anschließend sofort wertschöpfend eingesetzt werden.

Oft können Mitarbeiter den Cobot auch schnell und eigenständig zum Handling neuer Paketmaße befähigen.

Schon die einfache Palettierung mit einem Roboter trägt durch die Entlastung der Mitarbeiter zur Steigerung der Wertschöpfung im Unternehmen bei. Roboter palettieren aber nicht nur, sie können ebenso leicht in komplexere Abläufe im Verpackungsprozess integriert werden. Neben dem Verpacken selbst ist etwa das Bündeln von Kartons eines der zusätzlichen Einsatzgebiete für Roboter beziehungsweise Cobots. In diesem Fall platziert der Leichtbauroboter zunächst mehrere Pakete in einer Umreifungsmaschine und legt sie nach erfolgter Bündelung auf einer Europalette ab. Aufgrund der geringen benötigten Stellfläche kann der Cobot dabei auch einfach zwischen zwei Paletten platziert werden. Während der Mitarbeiter die volle Palette abtransportiert, palettiert der Roboter auf der zweiten Palette unterbrechungsfrei weiter.

Für die Cobots führerender Hersteller steht eine große Auswahl passender Sauggreifer und weiterer Werkzeuge zur effektiven Palettierung zur Verfügung.

Roboter-Anwendungen für die Maschinenbeschickung

Die grundsätzlichen Vorteile von Robotern in zahlreichen Einsatzgebieten werden auch bei der Maschinenbeschickung deutlich: Sie können immer gleiche Bewegungen über einen praktisch unbeschränkten Zeitraum mit einer für Menschen kaum erreichbaren Wiederholgenauigkeit umsetzen. In der laufenden Produktion erhöht dies den Durchsatz, sorgt für eine gleichbleibende Produktqualität und schützt Mitarbeiter vor Verletzungen. Anstatt bei der Maschinenbeschickung eine Abkant- oder Prägepresse kontinuierlich mit neuen Rohlingen zu bestücken, kann sich der Mitarbeiter anderen wertschöpfenden Tätigkeiten in der Produktion widmen, bei denen die Konzentrationsfähigkeit weniger schnell leidet.

Roboter können immer gleiche Bewegungen über einen praktisch unbeschränkten Zeitraum mit einer für Menschen kaum erreichbaren Wiederholgenauigkeit umsetzen.

Auf einer mobilen Roboterinsel montiert, kann ein Cobot dazu einfach an die Position geschoben werden, die sonst vom Mitarbeiter bei der Maschinenbeschickung eingenommen wird. Zum exakten Greifen und Platzieren der Werkstücke wird der Roboter an bei der Programmierung definierten Fixpunkten arretiert. Alternativ können Cobots auch bei der Maschinenbeschickung mit Kamerasystemen und einer KI-unterstützten Steuerung ausgerüstet werden, wie sie auch in den Roboter-Einsatzgebieten der Montage oder des Sortierens von Schüttgut zum Einsatz kommen. Dadurch ist der Cobot in der Lage, eine nicht ganz exakte Positionierung selbstständig zu korrigieren. Bei Produktionsschritten im Umfeld von CNC-Fräsen und generell beim Handling von scharfen und spitzen Werkstücken muss durch ein entsprechendes Sicherheitskonzept zudem gewährleistet sein, dass Mitarbeiter im Umfeld von Cobot und Maschine sicher weiterarbeiten können. Hierzu kann der Cobot unter anderem über eine mobile Maschinenkabine eingehaust werden.

Auf einer mobilen Roboterinsel montiert, kann ein Cobot sehr einfach an verschiedenen Arbeitsstationen eingesetzt werden.

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