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Aug 07, 2023

Verhaltensregeln für kollaborative Roboter

Kollaborative Roboter ermöglichen es Menschen, ohne herkömmliche Sicherheitsbarrieren und Käfige in unmittelbarer Nähe von Maschinen zu arbeiten. Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots USA Inc. Kollaborative Roboter sind ein wichtiger Faktor

Kollaborative Roboter ermöglichen es Menschen, ohne herkömmliche Sicherheitsbarrieren und Käfige in unmittelbarer Nähe von Maschinen zu arbeiten. Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots USA Inc.

Kollaborative Roboter sind ein wichtiges Element von Industrie 4.0- und Smart-Manufacturing-Initiativen. Die Maschinen der nächsten Generation können die Kraft kontrollieren und ohne herkömmliche Schutzvorrichtungen sicher neben Menschen am Fließband arbeiten.

Seit Cobots vor mehr als einem Jahrzehnt zum ersten Mal auf den Markt kamen, haben sie viele Fabrikhallen verändert und die Automatisierung für kleinere Hersteller zugänglicher gemacht. Die Technologie hat es außerdem zahlreichen Unternehmen ermöglicht, die Produktion in die Vereinigten Staaten zu verlagern und Produktionsstrategien mit geringem Volumen und hohem Mix umzusetzen.

Äußerlich ähneln viele Cobots herkömmlichen SCARA- und Sechs-Achsen-Robotern, unterscheiden sich jedoch stark. Sie sind typischerweise leichter und langsamer und haben eine geringere Nutzlastkapazität. Ihre Masse und ihr Impuls werden effektiv reduziert. Die meisten Maschinen sind so konzipiert, dass sie stoppen, wenn sie mit einer Person oder einem Gegenstand in Kontakt kommen.

Fortschrittliche Sensoren ermöglichen es Cobots, anzuhalten oder die Richtung umzukehren, wenn sie in die Nähe eines Menschen kommen. Die Technologie kombiniert den Einsatz mehrerer Sicherheitsprüfungen; Wahrnehmungs- und Vorhersagesysteme, die es Robotern und Menschen ermöglichen, Seite an Seite zu arbeiten.

Technisch gesehen gibt es vier Modi der Zusammenarbeit: Handführung, Kraft- und Kraftbegrenzung, Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung und sicherheitsbewerteter Stopp. Die ersten beiden Modi erfordern spezielle Roboter mit Kraftmessung, abgerundeten Kanten, redundanten Steuerungen und Software. Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung sowie sicherheitsbewerteter Stopp können jedoch genauso einfach mit herkömmlichen Sechs-Achs-Robotern durchgeführt werden.

Kollaborative Roboter bieten für bestimmte Anwendungen viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Industrierobotern. Sie können sicher neben Menschen ohne Käfige betrieben werden und können daher in stark manuellen Produktionslinien eingesetzt werden, die in der Vergangenheit für herkömmliche Robotersysteme tabu waren.

Die meisten Cobots sind zudem deutlich einfacher zu programmieren als andere Arten von Industrierobotern. Und sie sind äußerst flexibel, was bedeutet, dass sie schnell umgestellt und für andere Aufgaben in einer Einrichtung verwendet werden können.

Da für den Betrieb weniger physische Infrastruktur erforderlich ist, passen kollaborative Roboter außerdem besser in Arbeitsbereiche, die für Menschen konzipiert sind. Dies trägt dazu bei, ihre Kapitalrendite zu maximieren, da Hersteller sie über mehrere Montagelinien in einem Werk hinweg nutzen können.

Cobots sollen vor allem mit dem Menschen zusammenarbeiten, anstatt ihn zu ersetzen. Das Ziel der Technologie besteht darin, die Kontrolle über die Fabrikautomation wieder in die Hände der Bediener zu legen und ihnen ein Werkzeug an die Hand zu geben, mit dem sie ihre Arbeit effizienter erledigen können.

„Kollaborative Roboter öffnen die Tür für Hersteller, die in der Vergangenheit Angst davor hatten, ihre Montagelinien zu automatisieren“, sagt Chris Blanchette, Executive Director für globale Kunden bei Fanuc America Corp., das eine Vielzahl von Cobot-Modellen anbietet. „Es bringt endlich viele Unternehmen dazu, den Wert der Automatisierung zu erkennen.“

„Eine kollaborative Maschine kann von den Bedienern nach nur wenigen Stunden Schulung aufgebaut werden, ist leicht genug, um mehrmals am Tag in einer Anlage eingesetzt zu werden, und kann ohne Zäune und Schutzvorrichtungen in Betrieb genommen werden“, fügt Joe Campbell, ein Robotertechniker, hinzu Branchenveteran, der kürzlich als Senior Manager für strategisches Marketing und Anwendungsentwicklung bei Universal Robots USA Inc. in den Ruhestand ging, dem Unternehmen, das vor 15 Jahren Pionierarbeit in dieser Technologie geleistet hat. „Funktionell wird jede Schwäche oder Schwierigkeit eines herkömmlichen Roboters durch die Änderung des Fokus behoben.“

Früher ließen sich viele Menschen von Robotern einschüchtern. Fortschrittliche Technologie macht Roboter nun für jedermann zugänglicher, insbesondere für kleine Hersteller. Kollaborative Maschinen sind flexibel, einfach zu bedienen und sicher zu bedienen.

Kollaborative Roboter können Unternehmen aller Branchen dabei helfen, die Qualität zu steigern, die Effizienz zu verbessern und Kosten zu senken. Wie bei jedem Automatisierungstool hängt ihre Gesamteffektivität jedoch von der Auswahl der richtigen Anwendung und der vorausschauenden Planung ab.

Laut Grandview Market Research wird der globale Markt für kollaborative Roboter bis zum Ende des Jahrzehnts jährlich um 32 Prozent wachsen. Diese Nachfrage wird durch kürzere Produktlebenszyklen und die zunehmende Verbreitung von Fertigungsumgebungen mit geringem Volumen und hohem Mix anstelle einer Produktion mit hohem Volumen und niedrigem Mix vorangetrieben.

Cobots können in stark manuellen Produktionslinien eingesetzt werden, die in der Vergangenheit für herkömmliche Robotersysteme tabu waren. Foto mit freundlicher Genehmigung von ABB Robotics

Die meisten Cobots sind viel einfacher zu programmieren als andere Arten von Industrierobotern. Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots USA Inc.

Bei allem Hype haben Cobots Vor- und Nachteile, die Fertigungsingenieure sorgfältig abwägen müssen. Die Technologie ist spannend, aber für einige Arten von Anwendungen nicht ideal. Zwei Nachteile sind beispielsweise die begrenzte Nutzlastkapazität und langsamere Betriebsgeschwindigkeiten.

„Cobots haben tendenziell eine geringere Kapazität als viele andere Robotertypen, machen dies aber durch Benutzerfreundlichkeit und Einsatz wett“, sagt Campbell. „Bei den meisten Cobots handelt es sich um sechsachsige Gelenkmaschinen, sodass sie in puncto Reichweite und Arbeitsraum keinerlei Einbußen hinnehmen müssen. Sie sind außerdem genauso wiederholgenau und präzise wie herkömmliche Sechs-Achsen-Roboter.

„Aber die Geschwindigkeit ist definitiv langsamer als bei einem herkömmlichen Roboter, wenn er im kollaborativen Modus arbeitet“, erklärt Campbell. „Wenn Sie viele Produkte mit hoher Geschwindigkeit herstellen möchten, ist die Cobot-Technologie wahrscheinlich nicht die richtige Wahl.

„Wenn Sie jedoch Wert auf Flexibilität legen und Prozesse haben, die Sie nicht vollständig durch Automatisierung lösen können, sind Cobots oft eine gute Antwort“, sagt Campbell. „Sie eignen sich besonders gut für Anwendungen, bei denen ein menschlicher Bediener in der Nähe arbeiten und mit der Maschine interagieren muss.“

Sowohl kollaborative als auch herkömmliche Sechs-Achsen-Roboter ermöglichen eine hohe Bewegungsflexibilität und können eine Vielzahl von Anwendungen ausführen, die Bewegungsgeschicklichkeit erfordern. Bei beiden gelten im Vergleich zu Delta- oder SCARA-Robotern Geschwindigkeitsbeschränkungen, obwohl herkömmliche Sechs-Achsen-Roboter im Allgemeinen viel schneller sind als kollaborative Roboter.

Für einfache Anwendungen können Cobots aufgrund der einfachen Erstellung der Anwendungen besser geeignet sein und es Endbenutzern ermöglichen, Lösungen zu entwickeln. Da Anwendungen jedoch immer komplexer werden, sind herkömmliche Sechs-Achsen-Roboter aufgrund der fortschrittlichen Tools, Sprachfunktionen und integrierten Optionen im Allgemeinen die bessere Wahl.

Bei SCARA-Robotern kommt es vor allem auf Geschwindigkeit und Präzision an und sie sind kollaborativen Robotern in beiden Bereichen im Allgemeinen weit überlegen. Wenn eine Montageanwendung Geschwindigkeit, Präzision oder ein gewisses Maß an Komplexität erfordert, ist ein SCARA-Roboter in den meisten Fällen die bessere Wahl.

„Cobots eignen sich ideal für Produktionsumgebungen mit hohem Mix und geringem Volumen“, sagt Campbell. „Da die Maschinen flexibel sind, können sie problemlos und schnell umgerüstet und von einem Teil zum nächsten transportiert werden.“

Kollaborative Roboter können schnell an jedem Arbeitsplatz in einer Fabrik eingerichtet und je nach Produktionsbedarf ohne die Einschränkung herkömmlicher Sicherheitsbarrieren neu eingesetzt werden. Dies erhöht die Flexibilität und Agilität der Fertigung und ermöglicht häufigere Umrüstungen.

„Etwa 80 Prozent unserer Lieferungen werden ohne herkömmliche Sicherheitsbarrieren installiert“, betont Campbell. „Viele Hersteller nutzen jedoch Flächenscanner, wenn sie Cobots mit höheren Geschwindigkeiten betreiben.

„Es hängt wirklich von der Unternehmensphilosophie hinsichtlich der Risikobewertung und der Durchsetzung von Sicherheitsstandards ab“, erklärt Campbell. „Jede Einrichtung interpretiert veröffentlichte Richtlinien oft unterschiedlich.

„Normalerweise sind die Kosten eines Cobots vergleichbar mit denen einer herkömmlichen Sechs-Achsen-Maschine“, sagt Campbell. „Der Unterschied besteht jedoch darin, dass die gesamten Installationskosten deutlich geringer sind. Es fallen geringere Kosten für Dinge wie Programmierzeit, Schulung und Sicherheitsbarrieren an. Wenn man diese immateriellen Werte zusammenzählt, können die Kosten für einen Cobot zwischen einem Drittel und der Hälfte der Kosten eines herkömmlichen Roboters liegen.

„Die Ramp-to-Production-Zeit ist die Zeitspanne vom Eintreffen einer Maschine in Ihrer Fabrik bis zur tatsächlichen Produktion oder Verarbeitung von Teilen“, bemerkt Campbell. „Bei Cobots wird diese Zeit normalerweise in Stunden statt in Tagen oder Wochen gemessen.

„Unsere Maschinen werden mit 120 Volt betrieben, sodass kein Stromausfall oder Abgriff einer hohen Sammelschiene erforderlich ist“, fügt Campbell hinzu. „Es ist sehr einfach, einen Cobot einfach an eine Steckdose anzuschließen und mit der Arbeit zu beginnen.“

Kleinere Hersteller benötigen eine flexible Automatisierung, die einfach und schnell an sich ändernde Anforderungen angepasst werden kann. Foto mit freundlicher Genehmigung von Fanuc America Corp.

Kleine und mittlere Hersteller treiben heute die Nachfrage nach kollaborativen Robotern voran. Sie suchen nach Produktionsanlagen, die keine großen Investitionen in feste Automatisierung oder große Roboterarme beinhalten. Dazu gehören Aufgaben wie Maschinenpflege, leichte Montage, Prüfung und Inspektion sowie Qualitätskontrolle.

Kleinere Hersteller benötigen eine flexible Automatisierung, die einfach und schnell an sich ändernde Anforderungen angepasst werden kann. Sie benötigen Systeme, die sich einfach und schnell programmieren lassen und mehrere Arten von Automatisierungsaufgaben unterstützen können.

Hersteller in allen Branchen benötigen eine flexiblere Automatisierung, um sich schnell und effizient an veränderte Marktbedingungen und Arbeitskräfteangebot anpassen zu können. Die Fertigung wird immer spezialisierter und weniger vorhersehbar, was sich schwieriger automatisieren lässt.

Kollaborative Automatisierung ermöglicht die Zusammenarbeit von Menschen und Robotern, um die Fertigung flexibler zu gestalten und gleichzeitig Sicherheit und Produktivität zu gewährleisten. Es erhöht die Flexibilität in der Fertigung, indem es Menschen und Robotern ermöglicht, gemeinsam an Aufgaben zu arbeiten, für die zuvor Sicherheitsbarrieren und Käfige erforderlich gewesen wären.

Dies hat bisherige Vorstellungen darüber, welche Arten von Montageaufgaben automatisiert werden können, in Frage gestellt. In der Vergangenheit war die Montage einer großen Anzahl kundenspezifischer Produkte oft mit langwieriger, heikler und sich wiederholender Arbeit verbunden. Mit Cobots können sich Menschen auf lohnendere, kognitive Aufgaben konzentrieren, während der Roboter für unermüdliche Präzision und Ausdauer sorgt.

„Wir sehen heute in den USA einen enormen Bedarf an Automatisierung, da Unternehmen Probleme wie Arbeitskräftemangel, Verbrauchernachfrage nach personalisierten Produkten und den wachsenden Druck, nachhaltig zu wirtschaften, angehen wollen“, sagt John Bubnikovich, Präsident der US-Robotiksparte von ABB. „Unternehmen aller Größen und Branchen müssen in der Lage sein, ihre Prozesse schnell anzupassen, um in dieser Zeit beispielloser Unsicherheit erfolgreich zu sein.

„Robotik-OEMs entwickeln kollaborative Roboter, die auf die Nachfrage der Hersteller nach sicheren und benutzerfreundlichen Automatisierungslösungen reagieren, um Lücken in der Verfügbarkeit qualifizierter Arbeitskräfte zu schließen“, erklärt Bubnikovich.

„Kleine Hersteller und Erstanwender suchen nach kollaborativen Robotern, die einfach zu programmieren und einzusetzen sind, damit sie die Roboterautomatisierung übernehmen können, ohne ihr Personal um roboterspezifische Techniker erweitern zu müssen“, betont Bubnikovich.

„Hersteller aller Größen sind außerdem auf der Suche nach robusteren kollaborativen Robotern mit höherer Nutzlast und größerer Reichweite, damit die Cobots ein breiteres Spektrum industrieller Anwendungen ausführen können“, bemerkt Bubnikovich.

Dieser neue Cobot verfügt über eine deutlich größere Reichweite. Foto mit freundlicher Genehmigung von ABB Robotics

„Erhöhte Geschwindigkeit und Genauigkeit sind auch wichtig, um das Aufgabenspektrum von Cobots zu erweitern“, sagt Bubnikovich. „Die neuesten Cobots auf dem Markt werden zur Automatisierung anspruchsvollerer Aufgaben wie Maschinenbedienung, Schweißen, Teilehandhabung, Polieren und Montage eingesetzt.“

„Der Arbeitskräftemangel ist in allen Branchen und Märkten Realität geworden“, ergänzt Jessica Juhasz, Leiterin Anwendungstechnik im Segment General Industry bei Fanuc. „Hersteller wollen die Lücke einfach mit einem Roboter schließen, wollen aber nicht die Kosten eines großen Industrierobotersystems.

„Die Möglichkeit, einen Roboter sicher neben Menschen arbeiten zu lassen, macht kostspielige Zäune und Sensoren überflüssig, die viel Platz in ihren Einrichtungen beanspruchen“, sagt Juhasz. „Einige Hersteller möchten Roboter kaufen, um die manuelle Arbeit zu ersetzen oder zu ergänzen. Daher liegt der Schwerpunkt auf Benutzerfreundlichkeit und benutzerfreundlichen Programmierfunktionen.

„Auch die Hersteller achten auf Mobilität“, erklärt Juhasz. „Es ist reizvoll, einen kollaborativen Roboter, der auf einem Rollwagen oder einem fahrerlosen Transportfahrzeug montiert ist, problemlos von einem Auftrag zum nächsten bewegen zu können.“ Dadurch kann der Bedarf an großen und teuren Schienen, die bei größeren Industrierobotern möglicherweise erforderlich sind, entfallen.“

Kollaborative Roboter tauchen in Branchen und Anwendungen auf, die in der Vergangenheit auf manuelle Montagelinien angewiesen waren.

„Viele Unternehmen versuchen, einige ihrer Linien durch Automatisierung zu erweitern“, sagt Blanchette von Fanuc. „Sie möchten einige Bereiche angehen, in denen sie möglicherweise ergonomische Probleme oder Probleme mit der Qualität haben. Sie können kollaborative Roboter hinzufügen, ohne die Konfiguration ihrer Montagelinie zu ändern.“

Allgemeine Anwendungen zur Teilehandhabung sind ideal für kollaborative Roboter. Mühsame Arbeiten wie das Sortieren von Teilen oder das Beladen von Pressen sind ein guter Anfang.

„Auch jede Montageaufgabe, die drei Hände erfordert, wäre sinnvoll, wobei der Cobot als Assistent des Menschen fungiert“, erklärt Blanchette. „Zum Beispiel könnte die Maschine ein schwereres Teil halten, während die Person die Baugruppe mit einem Schraubenzieher zusammenfügt.

„In Anwendungen mit kurzen Lebenszyklen ermöglichen kollaborative Roboter den Herstellern eine sehr schnelle Umstellung auf neue Produkte“, betont Blanchette. „Außerdem sehen wir eine erhöhte Nachfrage nach Cobots in Unternehmen mit hoher Fluktuation und in Bereichen mit starkem Arbeitskräftemangel.“

Die niedrige Eintrittsbarriere ist für viele Arten von Herstellern attraktiv, beispielsweise für Unternehmen, die sich auf die Auftragsfertigung von Elektronikprodukten spezialisiert haben. Die Flexibilität kollaborativer Roboter ist besonders bei Unternehmen beliebt, die die Maschinen an anderer Stelle in ihren Einrichtungen einsetzen möchten. Sie bewegen Cobots an Montagebändern, um bei Bedarf einzuspringen, wann und wo immer sie gebraucht werden.

Auftragsfertiger, die beispielsweise von einem Leiterplattentyp oder einer Leiterplattengröße auf eine andere umsteigen möchten, schalten einfach eine Maschine aus und rollen sie zum nächsten Montageband. Sie können denselben Roboter an einer Montagelinie verwenden und ihn später am Tag problemlos an einer Inspektionslinie wiederverwenden, wo der Roboter Leiterplatten in eine Inspektionsmaschine lädt und entlädt.

„Arbeitskosten und Fachkräftemangel sind die Hauptgründe für die steigende Nachfrage nach Cobots“, sagt Campbell. „Intelligente Hersteller lernen, wie sie ihre Arbeitskräfte optimal nutzen können. Sie setzen Cobots ein, um an einfachen, sich wiederholenden Teilen zu arbeiten, während Bediener kompliziertere oder wertschöpfendere Aufgaben ausführen.

„Heutzutage werden Cobots in jeder Branche und jedem Anwendungssegment eingesetzt“, behauptet Campbell. „Der größte Trend ist das Wachstum von Prozessanwendungen wie Schrauben und Schweißen.“

Das Schraubendrehen ist ein perfekter Kandidat für Cobots, da sie bei alltäglichen Aufgaben Flexibilität und Wiederholbarkeit bieten können. Angesichts des gravierenden Arbeitskräftemangels und von Initiativen zur Umschulung investieren große und kleine Hersteller in kollaborative Schraubsysteme, die es Menschen und Robotern ermöglichen, eng beieinander an Montagelinien zu arbeiten.

Schrauben ist eine beliebte Anwendung für kollaborative Roboter. Foto mit freundlicher Genehmigung von ABB Robotics

Bediener können Seite an Seite mit Cobots arbeiten. Der Mensch kann sich auf Aufgaben konzentrieren, die leicht zugänglich sind, während die Maschinen schwierigere Dinge erledigen, etwa das Eindrehen und Eindrehen von Schrauben an schwer zugänglichen Stellen oder in engen Räumen, in denen Befestigungselemente nicht immer sichtbar sind.

„[Automatisiertes] Schrauben war früher eine Aufgabe, die komplex und kostspielig war und viel Platz am Fließband einnahm“, sagt Catherine Leclerc, Product Owner für die Schraubanwendungen bei Robotiq Inc. „Als solche war sie der Nutzung vorbehalten.“ in riesigen Anlagen mit großen Automatisierungsbudgets, die in großen Mengen produzieren.

„Diese Art von kundenspezifischem Projekt eines Integrators könnte kaum der Realität kleiner Hersteller gerecht werden, die mit [begrenztem] Montageplatz, knappen Budgets und [spärlichem] Automatisierungspersonal zu kämpfen haben“, betont Leclerc. „Mit den speziell für Cobots entwickelten Cobots und Schraubsystemen ist die Technologie nun für jeden Hersteller zugänglich.

„Es gibt Schraubsysteme, die man von der Stange kaufen, innerhalb weniger Werktage versenden, einfach installieren und an Produktionsänderungen anpassen kann“, behauptet Leclerc. „Es ist eine völlig neue Ära.“

„Schrauben ist eine großartige Anwendung für Cobots“, fügt Campbell hinzu. „Tatsächlich ist es eine unserer beliebtesten Anwendungen.

„Die gesamte Programmierung erfolgt über das UR-Teach Pendant“, betont Campbell. „Das hat die Dinge vereinfacht und viele Risiken beseitigt, insbesondere für kleinere Hersteller, die in der Vergangenheit möglicherweise vor der Automatisierung zurückgeschreckt sind.“

Kollaboratives Schrauben wird in vielen Branchen eingesetzt. Allerdings müssen Ingenieure eine Risikobewertung durchführen und geeignete Schutzmaßnahmen ergreifen, um die Sicherheit von Menschen zu gewährleisten, die in der Nähe oder mit einem Cobot arbeiten.

Schweißen ist eine weitere beliebte Anwendung für kollaborative Roboter. Cobots erfreuen sich vor allem bei kleinen Unternehmen und Auftragsfertigern großer Beliebtheit, da sie keine große Kapitalinvestition erfordern wie herkömmliche automatisierte Schweißzellen, die mit Sechs-Achsen-Robotern ausgestattet sind. Die Lernkurve ist viel kürzer und Hersteller benötigen nicht alle herkömmlichen Werkzeuge und Schutzmaßnahmen, die mit dem Schweißen verbunden sind.

„Der Schweißerberuf befindet sich in einer Arbeitskräftekrise“, sagt Campbell. „Das Durchschnittsalter qualifizierter Schweißer liegt bei 55 Jahren, die meisten werden voraussichtlich innerhalb von zehn Jahren in den Ruhestand gehen und jüngere Menschen treten nicht in ausreichender Zahl in den Beruf ein, um die Nachfrage der Industrie aufrechtzuerhalten.

„Es besteht ein dringender Bedarf an kollaborativen Schweißsystemen, die sicher in der Nähe von Menschen eingesetzt werden können und dazu dienen können, erfahrene menschliche Schweißer zu unterstützen, indem sie die mühsamen und unergonomischen Aspekte des Schweißprozesses übernehmen“, behauptet Campbell.

Schweißen, das lange Zeit als zu schwere Aufgabe für Cobots abgetan wurde, ist heute das am schnellsten wachsende Anwendungssegment für UR. Sein UR10e-Roboter mit einer Reichweite von 51 Zoll und einer Nutzlastkapazität von 27 Pfund ist beliebt für MIG- und WIG-Schweißen.

„Cobots sind ideal für jeden, der Metallbearbeitung jeglicher Art durchführt“, erklärt Campbell. „Sie sind leicht zu erlernen, einfach bereitzustellen und erneut bereitzustellen und kosteneffektiv. Eine betriebsbereite Zelle kann für etwa 85.000 US-Dollar eingesetzt werden, was weniger ist als das Jahresgehalt eines erfahrenen Schweißers.

„Schweißen ist eine großartige Anwendung für Cobots, weil es pfadorientiert ist“, betont Campbell. „Außerdem bestehen erhebliche Anforderungen an die Prozesssteuerung, und hier kommt die Software ins Spiel. Verschiedene Integratoren haben benutzerfreundliche Schnittstellen geschaffen.“

Hirebotics LLC hat beispielsweise eine App entwickelt, die die Einrichtung von Schweiß-Cobots über ein Smartphone oder ein Pad ermöglicht. Sein Cobot Welder-System verfügt über eine 32 x 48 Zoll große Arbeitsstation, die auf einem mobilen Wagen montiert ist. Die Robotersteuerung und das Schweißgerät sind im Wagen vormontiert. Das System besteht aus einem UR10e-Roboter gepaart mit einem Miller Invision 352 MPa-Impulsschweißgerät und einem S74-Vorschubgerät sowie einer Tregaskiss MIG-Schweißpistole.

„Alles ist verkabelt und betriebsbereit“, sagt Matt Bush, Chief Operating Officer von Hirebotics. „Der Kunde muss lediglich den Karton öffnen und von der Versandpalette nehmen. Dann installieren sie nur noch den Arm, den Schweißbrenner und die Verkabelung. Das alles dauert weniger als eine Stunde. Jetzt müssen Sie nur noch das Kabel einstecken und sich mit dem Internet verbinden, denn alles läuft cloudbasiert.

„Die meisten unserer Kunden können nicht genügend Aufbauten einstellen, um den heutigen Bedarf zu decken“, sagt Bush. „Sie streben nicht unbedingt nach niedrigeren Kosten oder höherer Produktivität. Sie suchen nach etwas, um die Stelle zu füllen, an der sie aufgrund des Arbeitskräftemangels keinen Menschen unterbringen können.

„Beim kollaborativen Schweißen übernimmt ein Roboter einen Teil der Aufgabe und ein Mensch die andere Hälfte“, erklärt Bush. „Es ermöglicht Menschen, das zu tun, was sie am besten können: taktile Aufgaben, die Geschicklichkeit erfordern. Roboter sind besser darin, monotone Aufgaben zu erledigen, die schnell langweilig werden. Cobots sind ideal für Anwendungen mit geringem Volumen und hohem Mix.

„Wir konzentrieren uns darauf, Schweißern ein Werkzeug an die Hand zu geben, mit dem sie monotone Schweißnähte herstellen können“, betont Bush. „Stattdessen können sie ihr Fachwissen und ihre Fähigkeiten nutzen, um sich auf komplexe Teile zu konzentrieren.“

Trotz zahlreicher Vorteile wurden kollaborative Roboter traditionell durch ihre begrenzte Nutzlastkapazität behindert. Das beginnt sich jedoch zu ändern.

Beispielsweise hat UR kürzlich mit der Auslieferung seines mit Spannung erwarteten UR20 begonnen. Die Maschine kann 20 Kilogramm Nutzlast bewältigen und verfügt über eine Reichweite von 1.750 Millimetern.

„Der UR20 ist der innovativste Cobot, den wir je produziert haben“, behauptet Campbell. „Zu den Vorteilen gehören schnellere Zykluszeiten, die Fähigkeit, schwerere Lasten zu handhaben und fortschrittliche Softwareverbesserungen, die beispiellose Bewegungssteuerungsfunktionen ermöglichen.

„Die gemeinsame Architektur wurde neu gestaltet und wir haben etwa 50 Prozent der Komponenten eliminiert“, erklärt Campbell. „Jedes Mal, wenn man die Teileanzahl einer mechanischen Baugruppe reduziert, erhöht man die Zuverlässigkeit und Qualität. Das bedeutet auch, dass mehr Maschinenbedienungsanwendungen mit einem Doppelgreifer durchgeführt werden können, was die Zykluszeit verbessert.“

Auf der jüngsten Automate-Messe in Detroit stellte Fanuc außerdem zwei Cobots vor, die über eine hohe Nutzlastkapazität verfügen.

Neue Cobots können schwerere Nutzlasten bewältigen als in der Vergangenheit. Foto mit freundlicher Genehmigung von Universal Robots USA Inc.

„Unsere CRX-Cobot-Serie kann jetzt Produkte mit einem Gewicht von bis zu 30 Kilogramm handhaben, während die CR-Cobot-Serie jetzt bis zu 50 Kilogramm bewältigen kann“, sagt Juhasz. „Wir bieten jetzt 11 Modellvarianten an, die in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt werden können, darunter Montage, Inspektion, Materialhandhabung, Verpackung, Palettierung, Schleifen und Schweißen.“

Der CRX-25iA verfügt über eine Nutzlastkapazität von 30 Kilogramm und eine Reichweite von 1.889 Millimetern. Der CR-35iB ist der leistungsstärkste kollaborative Roboter der Branche und verfügt über eine Nutzlastkapazität von 50 Kilogramm, einen großen Arbeitsbereich und eine kleine Installationsfläche. Eine stromlinienförmige und leichtere mechanische Einheit verfügt über die neueste Sensortechnologie von Fanuc für mehr Sicherheit.

ABB stellte außerdem kürzlich die GoFa 10 und 12 vor, zwei neue Varianten seines kollaborativen Roboterportfolios, die Nutzlasten von bis zu 10 bzw. 12 Kilogramm bewältigen. Beide Maschinen werden von der OmniCore-Steuerung von ABB angetrieben.

„Zusätzlich zu ihren erhöhten Nutzlasten bieten die Cobots GoFa 10 und GoFa 12 klassenbeste Werkzeugmittelpunktgeschwindigkeiten von bis zu 2 Metern pro Sekunde mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,02 Millimetern, eine zweifache Verbesserung gegenüber vergleichbaren Produkten“, behauptet Bubnikovich. „Sie sind IP67-zertifiziert gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub und erweitern die Vorteile der schnellen und präzisen kollaborativen Robotik auf neue industrielle Anwendungen.

„Die Einrichtung wird durch die Lead-Through-Programmierung und die Wizard-Easy-Programming-Software vereinfacht, sodass auch Laien ihre Anwendungen schnell automatisieren können, indem sie einfache grafische Befehlsblöcke bearbeiten, anstatt komplexen Programmiercode zu schreiben“, fügt Bubnikovich hinzu.