Google+ Facebook Twitter XING LinkedIn GoogleCurrents YouTube

Motek 2017

Die Montage wird digital

| Autor / Redakteur: Georg Dlugosch / Victoria Sonnenberg

Vielseitig und gleichzeitig individuell sind die Automationslösungen für Handhabungsroboter. Komponenten erleichtern den Einsatz mit Plug-&-play.
Vielseitig und gleichzeitig individuell sind die Automationslösungen für Handhabungsroboter. Komponenten erleichtern den Einsatz mit Plug-&-play. (Bild: Bild: UR/Bachmann engineering)

Firma zum Thema

Auf den Werker kommen enorme Veränderungen zu. Während die Maschinen immer mehr Intelligenz erhalten, sich vernetzen und selbstständig organisieren, kann der einfache Arbeitsplatz nicht unberührt von diesem Wandel bleiben. Die Fachmesse Motek zeigt die Trends im Scheinwerferlicht.

Aus der Montage- und Handhabungstechnik ist im Zuge der Globalisierung die Branche Integrated Assembly Solutions geworden. Das Angebot der Hersteller hat sich auf Produkte mit Hightech ausgeweitet. Wenn sich die Fachwelt zu Treffen für die Automatisierung in Produktion und Montage versammelt, steht die Prozesskette für die Herstellung und Konfektionierung von Komponenten, Bauteilen und Produkten im Mittelpunkt. Die industrielle Automation wird sich in den nächsten Jahren mit Kraft fortsetzen, wie schon der Aufwärtstrend in der Robotik signalisiert. Dazu tragen die Handhabungsroboter einen kräftigen Teil bei.

Anforderungen an die Qualifikation der Werker werden zunehmen

Die Auswirkungen der sogenannten Mensch-Roboter-Kollaboration auf den einzelnen Arbeitsplatz werden gewaltig sein. Gleichzeitig ist absehbar, dass die Anforderungen an die Qualifikation der Werker künftig zunehmen. Kunden wollen ausgefeilte Produkte auf höchstem Niveau mit speziell an ihre individuellen Wünsche angepassten Features. Da darf die Montage nicht hinterherhinken. Wenn der Werker in der hochautomatisierten Welt zum Zug kommt, dann muss ihm die Hilfe durch eine fortschrittliche Technik zur Verfügung stehen.

„Die Vorstellung von künftigen Montagearbeitsplätzen geht davon aus, dass der Werker viel mehr Unterstützung erhält“, erläutert Ramez Awad, Gruppenleiter Montageautomatisierung am Fraunhofer- Institut für Produktionstechnik und Automatisierung. Das Fraunhofer-IPA präsentiert während der Motek Lösungen für die flexible Automatisierung mit Robotern. Darunter sind die Software „drag&bot“ für einfache Programmierung von Robotern und „pitasc“ für kraftgeregelte Montageprozesse.

Die Werkzeuge müssen dem Stand der Technik entsprechen. Exoskelette und Roboter stehen bereit, um menschliche Schwächen, Unzulänglichkeiten und fehlende Möglichkeiten auszugleichen. Intelligente Handhabungshilfen werden entwickelt, um die bestmögliche Unterstützung zu liefern.

Nicht nur physisch gibt es Hilfe, sondern auf jede erdenkliche Weise. „Der Werker kann sich künftig zusätzliche Informationen auf elektronische Weise über alle ihm zur Verfügung stehenden Geräte holen“, ergänzt der Wissenschaftler. Wie diese „informatorischen Hilfen“ am sinnvollsten aussehen, ist derzeit Gegenstand der Forschung. Die Daten können auf unterschiedliche Weise generiert werden. Das aktuelle Modell arbeitet mit einem digitalen Schatten, der das physische Produkt begleiten kann. Hilfreich wäre es, wenn die Daten im Hintergrund bereits dafür sorgen, dass der digitale Schatten entsteht, wenn sich das Produkt noch im Prozess des Designs befindet. Denn eine Schwierigkeit ist die zunehmend kurze Verfallszeit der Produkte, die immer schneller und in kleineren Serien auf den Markt kommen. Dann für jedes Bauteil eigens einen digitalen Schatten zu erstellen, würde zu lang dauern. Mit Sicherheit werden jedoch in der künftigen Montage weniger Fehler passieren. Denn der digitale Schatten verleiht selbst einem simplen Bauteil wie der Schraube jene Zusatzinformationen, die beispielsweise das Drehmoment beisteuert, oder eine kleine Animation, damit die Schraube im richtigen Loch landet. Und selbst wenn die Zahl der Fehler reduziert wird, so wird es dennoch zu Situationen kommen, in denen etwas schiefläuft. Dann kann der Werker Informationen anfordern, mit denen das Problem behoben werden kann.

Am Montagearbeitsplatz übernehmen Maschinen Standardprozesse

Die Fortschritte in der Automatisierungstechnik strahlen auch auf den Montagearbeitsplatz aus. Standardprozesse fallen in die Zuständigkeit von Maschinen. Die menschlichen Stärken kommen beispielsweise bei biegeschlaffen Teilen zum Tragen. Einen Kabelbaum zu konfektionieren, das ist für einen Roboter eine Aufgabe, die sein derzeitiges Können übersteigt. Erste Ansätze lassen darauf hoffen, dass immerhin in etwa fünf Jahren eine standardisierte Lösung greifbar nahe ist.

In den nächsten Jahren wird sich sicherlich auch das Können des Roboters als Kollege des Menschen verbessern. Seit einigen Jahren laufen verstärkte Bemühungen, beide zusammenarbeiten zu lassen, aber die Technik hat den dafür notwendigen Stand noch nicht erreicht. Verbesserungen bei der Sensorik und der Robotersteuerung sind erforderlich.

Die steigende Variantenvielfalt und Nachfrage bei kundenspezifischen Produkten verlangen eine Montage, die flexibel und zudem skalierbar werden muss, da bisher die Ausrichtung auf hohe Stückzahlen dominierte. Dafür werden leicht anpassbare Zuführsysteme benötigt, die möglichst automatisiert von Robotern oder in Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter eingesetzt werden. Für die hohen Anforderungen in der Bedienung der sich ständig erneuernden Anlagen gewinnt die kontinuierliche Entwicklung von qualifizierten Mitarbeitern stark an Bedeutung.

Die Hersteller von Integrated Assembly Solutions sind heterogen aufgestellt. So arbeiten Komponentenhersteller Hand in Hand mit den Herstellern von Sondermaschinen. Mehr als 32.000 Mitarbeiter haben den Zahlen des VDMA zufolge 2016 ein Umsatzwachstum von 2 % auf 7 Mrd. Euro erwirtschaftet. Dabei ging der Systemumsatz mit Sondermaschinen und vollautomatisierten Montageanlagen um 8 % zurück, währenddessen der Komponentenumsatz um 7 % stieg und somit ein positives Gesamtergebnis erwirtschaftet wurde. Die Branche erwartet ein Plus von 6 % für das laufende Jahr. 70 % der IAS-Produkte gehen in die Automobilindustrie, 12 % in die Elektronik und 8 % in die Pharma- branche.

Ein grundlegender Wandel ist erkennbar: Die Digitalisierung und Elektrifizierung wird nicht nur die Automobilindustrie verändern, sondern auch die Branche der Integrated Assembly Solutions. Neue Geschäftsfelder und Märkte – auch abseits der Automobilindustrie – müssen erschlossen werden. Der zunehmende Wettbewerb, sich ändernde Kundenbedürfnisse und der demografische Wandel fordern eine agilere und flexiblere Montage, die auch den Mitarbeiter stärker in den Mittelpunkt der Fertigung rückt.

VDMA-Initiative für die Digitalisierung der Handmontage

Der VDMA hat eine Initiative angestoßen, um die Digitalisierung der Handmontage zu unterstützen. „Industrie 4.0 ist nicht mit einer menschenleeren Fertigung gleichzusetzen“, betont Etienne Axmann, Leiter VDMA Integrated Solutions, „sondern vielmehr die Fusion von Mensch und Technik, und die digitalisierte Handmontage kann ihr volles Potenzial entfalten, indem sie die menschlichen und technischen Fähigkeiten kombiniert.“ Hersteller erhalten durch die Digitalisierung die Möglichkeit, auf den Kunden zugeschnittene Produkte zu fertigen. Voraussetzung ist ein durchgängiger und standardisierter Datenfluss zwischen ERP-System und Shopfloor.

Die Integration von Robotersystemen schreitet in der Industrie voran. Langsam finden Mensch und Roboter zu einem sicheren Produktionsprozess zusammen. Diese Zusammenarbeit hält Arbeitsplätze in Deutschland und Europa, damit auch an gesättigten Märkten die hohen Arbeitskosten nicht zum Hindernis werden. Der Einsatz von Robotern zur Unterstützung der Automatisierung verstärkt sich insbesondere in der Montage. Jetzt findet die kollaborative Robotik vermehrt Einzug in kleinere Unternehmen. Das scheint auch dringend notwendig, damit sie nicht von der Entwicklung abgehängt werden, wie Helmut Schmid, Geschäftsführer der Universal Robots (Germany) GmbH und General Manager Western Europe, findet, denn „große Unternehmen sind dem Mittelstand beim Thema Automatisierung einen Schritt voraus“. So zwingen globaler Wettbewerbs- und Preisdruck zur Automatisierung, machen jedoch auch die Rückverlagerung von Arbeitsplätzen aus dem Ausland nach Deutschland möglich.

Das Thema Industrie 4.0 hat den Großunternehmen bereits Vorteile durch Vernetzung und Big Data gebracht. Jetzt werden die Arbeitsplätze durch Produktivitätserhöhung gesichert und verbessert. „Dazu sind Cobots besser in der Lage als bisher übliche Roboter“, betont der Experte des in Dänemark gegründeten Herstellers der kleinen und flexiblen Roboterarme, die wegen ihrer Fähigkeit zur Zusammenarbeit mit dem Menschen auch Cobots genannt werden.

Die Entwicklung wird sich in dem Maße beschleunigen und weiter befeuern, in dem die Wettbewerbsfähigkeit zunimmt. Das wird schließlich auch den konjunkturellen Boom unterstützen. Allerdings sieht auch Schmid darin keinen Anhaltspunkt für menschenleere Fabriken: „Wir sehen den Roboter als spezielles und flexibles Werkzeug für den Werker – vergleichbar mit einem Hammer oder einer Säge.“ Dadurch wird der einzelne Arbeitsplatz aufgewertet. Mensch und Roboter können ihre jeweils eigenen Stärken ausspielen. Die Maschine übernimmt die monotonen Tätigkeiten und der Mitarbeiter nutzt seine Kreativität und Individualisierungsfähigkeit.

Universal Robots stellt seine Maschinen und Applikationen zur Motek unter das Stichwort „do it yourself“: Mithilfe von Plug-&-play-Komponenten soll Robotertechnologie so einfach und flexibel werden, „dass auch ohne Schulung jeder sie nutzen kann“, betont Schmid. Vor allem sollen die Implementierungskosten kein Hindernis darstellen. „Das ist für kleinere Unternehmen hochinteressant – abhängig von der technischen Applikation und der Komplexität der Aufgabe sowie der Zahl der Schichten amortisiert sich die Lösung innerhalb von vier bis neun Monaten“, lautet der Weckruf des Experten. Der dänische Pionier im Bereich kollaborativer Robotik präsentiert in Stuttgart sechs praxisnahe Roboterapplikationen aus dem eigenen Showroom Universal Robots+ sowie die Online-Schulungsplattform Universal Robots Academy.

Somit verkürzt Universal Robots den Weg, um „an sich ‚dumme‘ Roboter mit intelligenten Tools und über Plug-&-play in eine fertige, maßgeschneiderte Applikation zu verwandeln“, sagt Schmid. So muss der Nutzer beispielsweise nur noch einen Greifer oder eine Kamera anschließen und kann nach wenigen Minuten mit der Arbeit beginnen. Ein UR10 hat beispielsweise ein „neues Kleid erhalten und nun umhüllt ihn die taktile Sensorhaut Airskin unseres UR+-Partners Blue Danube Robotics“, erzählt Schmid von einer Applikation. „Mit ihr nimmt der Cobot geringste Widerstände wahr und bietet für die Zusammenarbeit höchste Sicherheit bei maximaler Geschwindigkeit.“

Der autonome Roboter ist prädestiniert für die Montage von Elektronikkomponenten

Die Zahl der Hersteller von kleinen mobilen Robotern wächst kräftig – sowohl für den kollaborativen Bereich wie auch für den Materialfluss. Der Übergang zwischen Cobots und fahrerlosen Transportsystemen verwischt sich. „Mit dem MiR200 erweitern wir unsere Produktpalette um ein Modell mit erhöhter Nutz- sowie Zuglast“, berichtet Henrik Vesterlund Sørensen, Area Sales Manager DACH und Benelux vom dänischen Hersteller Mobile Industrial Robots (MIR), „den wir Anfang des Jahres erstmals auf der Automate in Chicago präsentiert haben.“ Der autonome Roboter ist für den Einsatz in der Montage von elektronischen Komponenten geeignet, er kann 200 kg transportieren und in Kombination mit dem MiRHook 500 kg ziehen. „Wir sehen steigenden Bedarf unserer Kunden, die einen Warentransport mit noch mehr Traglast realisieren müssen“, sagt Sørensen.

Durchgängige Systemlösungen von der Antriebstechnik und Robotik über die Steuerung bis zur Visualisierung (HMI) zeigt Yaskawa während der Motek. Neue Motoman-Roboter lassen sich für Handhabungsaufgaben einsetzen. Der HC10 ist mit einem MRK-Greifer und einem Schraubautomaten in MRK-Ausführung ausgestattet. Die Steuerung der Anlage erfolgt über ein Touchpanel von Yaskawa, das System ist außerdem mit speziellen, neuen Sicherheitstrittmatten ausgestattet.

Die Automatisierung der Montage verbindet Omron mit leistungsfähigen Robotersystemen zu einem kompletten Handhabungssystem mit integrierter Zuführung. Das fahrerlose Transportsystem übernimmt die Belieferung der Montage. Omron zeigt während der Motek Bausteine für die Smart Factory – von der Bildverarbeitung über die Handhabung bis zum Materialfluss. Navigation und Bewegungssteuerung sind integriert. Die eigene Kartengenerierung hilft den kleinen Robotern, autonom und sicher zum Ziel zu finden.

Ein kartesisches Robotersystem stellt die IAI Industrieroboter GmbH auf der Motek in Stuttgart vor. Der Spezialist für die druckluftlose elektrische Automatisierung führt das auf einer neuen Generation von Linearsystemen aufbauende zwei- und dreiachsige Robotersystem der IK2- und IK3-Serie am Markt ein. Genauso wie die Linearantriebe der RCP6-Serie verfügen nun alle kartesischen Roboter von IAI über hochauflösende und batterielose Absolut-Encoder. Dadurch entfallen laut Hersteller Referenzfahrten und ein Home-Sensor oder Batteriewartungen, und nach einem Not-Aus gelingt auch das Wiederanfahren problemlos. MM

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44888484 / Montage/Handhabung/Robotik)

Themen-Newsletter Automatisierung abonnieren.
* Ich bin mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung und AGB einverstanden.
Spamschutz:
Bitte geben Sie das Ergebnis der Rechenaufgabe (Addition) ein.

Meistgelesene Artikel

24 Gadgets zur Weihnachtszeit

Geschenkideen

24 Gadgets zur Weihnachtszeit

07.12.17 - Die Vorweihnachtszeit hat begonnen und es wird Zeit, sich um die Weihnachtsgeschenke zu kümmern. Wie wäre es mit einem praktischen, nützlichen oder verrückten Gadget? Für beinahe jeden Anlass gibt es eine passende technische Spielerei. Wir zeigen Ihnen 24 Gadgets, die gut unter den Weihnachtsbaum passen. lesen

MM Innovationstag - Fachvorträge, Ausstellung und Networking

MM Akademie

MM Innovationstag - Fachvorträge, Ausstellung und Networking

11.12.17 - Am 7. Dezember 2017 fand in Düsseldorf der erste MM Innovationstag zum Thema Fertigungstechnik 4.0 statt. Führende Unternehmen wie Siemens, Renishaw, Meusburger oder Open Mind stellten Methoden und Kompetenzen für die digitale Fertigungstechnik vor und präsentierten Lösungen aus der Praxis. lesen

Mensch-Roboter-Kollaboration – Neue Perspektive der industriellen Robotik

Forschungsprojekt Claxon

Mensch-Roboter-Kollaboration – Neue Perspektive der industriellen Robotik

04.12.17 - In der zukünftigen Mensch-Roboter-Kollaboration gilt es noch viele Aspekte zu klären, zum Beispiel Sicherheitsanforderungen an die Roboter. Das Imec betrachtet dieses Thema der industriellen Robotik einmal aus einem anderen Blickwinkel. lesen