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Lineartechnik Leichter Schleifen dank Cobot

| Autor / Redakteur: Markus Brändle / Stefanie Michel

Cobots unterstützen den Menschen bei manuellen Arbeiten. Oft nutzen sie Zahnradgetriebe, die einen hohen Reibungswert haben. Ersetzt man diese durch Aktuatoren mit Kugelgewindetrieb und Seilzug, verbessert sich die Kraft und Bewegungsgenauigkeit, die Trägheitsmomente sinken.

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Yvan M. Measson, CEO von Isybot, führt vor, wie ein Cobot die Schleifarbeiten an einer Flugzeugkabine unterstützt.
Yvan M. Measson, CEO von Isybot, führt vor, wie ein Cobot die Schleifarbeiten an einer Flugzeugkabine unterstützt.
(Bild: Thomson)
  • Cobots sollen dem Mitarbeiter die Arbeit erleichtern. Der Mitarbeiter bleibt aber wichtiger Teil des Bearbeitungsprozesses.
  • Für solche „Helfer“ hat Isybot Cobots entwickelt, die Kugelgewindetriebe und Seilzüge statt Zahnradgetriebe nutzen.
  • Durch Einsatz der Kugelgewindetriebe soll sich die Kraft und Bewegungsgenauigkeit der Systeme deutlich verbessern. Zudem sind sie platzsparend und energieeffizient.
  • Isybot nutzt für seine Cobots Kugelgewindetriebe von Thomson, weil dieser Hersteller die höchsten Tragzahlen anbietet und sie mit einem geringen Reibungswert kombiniert.

Kollaborative Roboter, oder kurz „Cobots“, bieten die Kraft, Wiederholgenauigkeit und Zuverlässigkeit von Industrierobotern, ergänzt um das Urteilsvermögen und die Flexibilität menschlicher Bediener. Mehr und mehr werden sie in der Massenproduktion eingesetzt, wo sich wiederholende Hubbewegungen ausgeführt werden, aber dennoch manuelle Eingriffe erforderlich sind. Während Cobots seit mindestens einem Jahrzehnt immer häufiger genutzt werden, waren die Einsatzmöglichkeiten bislang durch die Zahnradgetriebe eingeschränkt, mit denen die Bewegungen gesteuert wurden. Der französischer Cobot-Hersteller Isybot hat nun jedoch eine Lösung entwickelt, die stattdessen Aktuatoren mit Kugelgewindetrieb und Seilzug nutzt. Damit will der Hersteller einen neuen Maßstab in puncto Effizienz und Sicherheit für Cobots setzen.

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„Auf meiner Suche nach Anwendungsmöglichkeiten für kollaborative Roboter konnte ich feststellen, dass die Automatisierung im Allgemeinen große Fortschritte macht. Manuelle Arbeiten – wie das Schleifen – haben sich demgegenüber jedoch seit 30 Jahren kaum weiterentwickelt. Das weckte mein Interesse an der Entwicklung einer Technologie, die manuelle Tätigkeiten unterstützt, aber nicht ersetzt“, erklärt Yvan M. Measson, CEO von Isybot.

Cobots als Helfer für den Mitarbeiter

Isybot-Cobots zielen auf Einsatzbereiche ab, deren Automatisierung bislang nicht möglich oder nur schwer realisierbar war. Die Cobots verbessern die Leistung der Mitarbeiter in vielerlei Hinsicht:

  • Sie wirken einer Ermüdung entgegen,
  • liefern zusätzliche Hubkraft,
  • erhöhen die Präzision oder
  • verbessern die Produktqualität.

Darüber hinaus sichert die Verwendung eines Cobots die Attraktivität der manuellen Arbeiten, indem der Arbeiter sozusagen zum „Cobot-Piloten“ wird.

Beispielsweise muss in den letzten Arbeitsschritten bei der Fertigung eines Flugzeugs ein Exzenterschleifer manuell über die Außenhülle des Flugzeugs bewegt werden, bis sie sich glatt anfühlt. Mit Cobot-Unterstützung führt der Arbeiter wie gehabt das Schleifwerkzeug über die Fläche, wobei der Cobot-Arm jedoch das Gewicht der Maschine trägt. Ebenso ist es möglich, dass der Cobot die vom Arbeiter vollführte Bewegung erlernt und sie so oft wiederholt, wie vom Arbeiter vorgegeben.

Zu den weiteren Möglichkeiten, wie Cobots Produktivität und Ergonomie verbessern können, gehört

  • die Unterstützung bei der Teilebestückung an einem Montageband,
  • die Durchführung einfacher Arbeitsabläufe oder
  • jede Art schwerer Hubvorgänge.

Cobots können zugunsten einer gesteigerten Produktivität sowohl im Zusammenspiel mit Menschen arbeiten als auch völlig autonom. Wenn ein Cobot den anstrengendsten Teil einer Arbeit übernimmt, sinkt für die Arbeiter die Belastung auf ihren Bewegungsapparat und sie können sich intensiver auf die Qualitätskontrolle konzentrieren. Auf diese Weise wird die Rolle der Arbeiter gestärkt, was letztlich die Personal-Fluktuation reduziert.

Das größte Interesse an dieser Technologie zeigt sich in Industriebranchen, in denen die Arbeiter immer wieder Lasten von 35 kg oder mehr manuell handhaben müssen. Hierzu gehören der Flugzeugbau, Automobilindustrie, Landwirtschaft, Schiffs- und Eisenbahnbau, Rüstungsindustrie sowie der Bau von Produktionsanlagen. Cobots sind zudem wertvolle Helfer, wenn die Arbeiter Gefahrensituationen ausgesetzt sind, beispielsweise in Kernkraftwerken oder in problematischen Bereichen, wo der Cobot den gefährlichsten Teil der Arbeit übernimmt.

Effizienter bewegen mit Kugelgewindetrieb

Im Rahmen seiner Marktstudien hat Yvan Measson festgestellt, dass auch andere Unternehmen in dieses Segment einsteigen, jedoch mit Lösungen, die seiner Meinung nach ineffizient, schwerfällig und sogar potenziell gefährlich sind. Das Problem, so seine Erkenntnis, liegt in den Getriebebaugruppen, mit denen die elektrische Energie in eine kontrollierbare Bewegung umgesetzt wird.

„Getriebe haben einen hohen Reibungswert und generieren kinetische Energie, die beim Freisetzen eine Gefahr darstellen kann. Darüber hinaus verfügen sie insbesondere bei einer interaktiven Nutzung über einen eher geringen Wirkungsgrad“, erklärt er. „Indem wir Getriebe durch effizientere Kugelgewindetriebe ersetzen, verbessern wir die Kraft und Bewegungsgenauigkeit dieser Systeme ganz massiv – sicher, durchgängig und effizient.“

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