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RoboterzellenGutes Team

Roboterzellen

Der Automatisierungs- und Fördersystemhersteller Asa bringt zwei kooperierende Roboter als Team für die Fertigung von Rotorträgern für Hybridantriebe aus der Automobilindustrie auf den Markt. Während ein Roboter das Produkt positioniert, entgratet der andere mit unterschiedlichen Werkzeugen die zahlreichen Bohrungen, Fräsungen und Kanten.

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Roboteranlagen, Roboterlösungen, IndustrieroboterStärker, schneller, smarter

Die Roboter kommen - die Nachfrage im Markt ist so hoch wie noch nie. Wie sie durch intelligente Sensorik, Leichtbau, zunehmend einfachere Bedienung und sinkende Preise neue Anwendungsbereiche erobern, beschreibt Chefredakteur Hajo Stotz. Damit werden sie auch für kleine Firmen immer interessanter.

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Roboteranlagen, Roboterlösungen, Industrieroboter: Stärker, schneller, smarter

Die Szenerie erinnerte an einen Science-Fiction-Film: Elf Autos fuhren sechs Stunden lang 100 Kilometer in einer Vorstadt - fahrerlos. Sieger des Dapra, des renommiertesten Wettbewerbs mit selbstfahrenden Autos, wurde im letzten Jahr Boss, ein selbststeuernder Chevrolet Tahoe, ausgerüstet mit Technik des Automobilzulieferers Continental. Die mobilen Roboter müssen sich dabei durch enge Straßen bewegen, blockierte Strecken erkennen, anderen Fahrzeugen ausweichen, fehlerfrei Kreuzungen und Straßeneinmündungen passieren- und allein in einen Parkplatz einparken. Möglich machen dies vor allem die enormen Fortschritte im Bereich der Vision- und Simulationssysteme. Davon profitiert auch die Industrie - der wichtigste Markt für die künstlichen Arbeiter, wie sie 1921 Karel Capek, der Erfinder des Begriffes Roboter, bezeichnete. Moderne Industrieroboter sind heute zu Leistungen fähig, die noch vor wenigen Jahren undenkbar waren: Vision-Systeme ermöglichen den problemlosen Griff in die Kiste, ohne dass die Teile sortiert und vereinzelt zur Verfügung gestellt werden müssen. Taktile Sensoren helfen den mechanischen Gesellen auch schwierige Montageaufgaben zu meistern. Und durch die steigende Computerleistung sind die Roboter heute in der Lage, den Arm schneller, als es das Auge verfolgen kann, entlang einer definierten Bahn zu führen ¿ vor wenigen Jahren noch unmöglich, da fuhren sie komplizierte Bahnen eher im Schneckentempo. Heiko Röhrig, Leiter Vertrieb Systemintegratoren beim Roboterhersteller Motoman, bestätigt: "Die Sensorik wird immer stärker an Bedeutung im Roboterbereich gewinnen. Hochflexible Systeme, wie unsere "Snake"-Roboter und die Dual-Arm-Baureihe, werden in Verbindung mit Sensorik die Trends setzen. Unterschiedliche, dem Anwendungsbereich angepasste, Programmiermethoden befinden sich bereits in der Entwicklung. Das kabellose Programmierhandgerät wird sich durchsetzen." Auch Heinz Gerteiser, ABB Manager Robotics, ist der Meinung, dass sich auf der technologischen Seite der Trend zu ¿Easy to use¿ und segmentspezifischeren Ausführungen noch verstärken wird. Zudem werde sich das Preislevel weiter reduzieren.

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Auf der vom 10. bis 13. Juni in München stattfindenden Automatica, der international erfolgreichsten Vertriebs-plattform der Branche, werden diese und weitere Robotertrends und -entwicklungen zu sehen sein. Das Geld für ihre Neu- und Weiterentwicklungen haben die Robotik-Hersteller in den letzten Jahren verdient: Von 2006 auf 2007 stieg der Gesamtumsatz der deutschen Hersteller um 22 Prozent auf 2,1 Mrd. Euro ¿ für 2008 rechnet der VDMA mit einem weiteren Wachstum von zwölf Prozent. Entsprechend nimmt die Roboterdichte zu. Nach Informationen der Münchener Messemacher dürfte derzeit irgendwo auf der Welt gerade der millionste Roboter über die imaginäre Warentheke gehen. Bis 2005 war die Automobil- und -zulieferindustrie der wichtigste Markt für die meisten Roboterhersteller. Doch mit der Krise in dieser Branche wurden andere Märkte immer wichtiger: der Roboterumsatz mit Maschinenbau-, Prozess- und Lebensmittelindustrie wächst wesentlich dynamischer. Zudem werden durch einfachere Bedienung, spezialisierte Lösungen und sinkende Einstiegspreise Roboter für kleinere Unternehmen zunehmend attraktiv. Auch Dr. Michael Wenzel, Geschäftsführer Reis, sieht gute Chancen, dass Roboteranwendungen in kleinen und mittleren Unternehmen verstärkt Einzug halten werden. Und Motoman Heiko Röhrig bestätigt die Frage, ob die Automatisierung durch Roboter auch eine Lösung für kleinere Unternehmen und Lohnfertigersein kann, mit einem eindeutigen: "Ja! Einfache Programmierung, der immer leistungsfähiger werdenden Roboter, hohe Flexibilität, bei sehr konkurrenzfähigem Preis zu Handarbeit bzw. konventionellen Systemen, sollten die angesprochenen Unternehmen über Roboterlösungen nachdenken lassen."

So setzt die Firma BBK Etikettier- und Sondermaschinenbau GmbH bei dem Hersteller von organischen Faserstoffen J. Rettenmaier & Söhne einen Motoman HP20-6 Roboter zur Etikettierung von Paletten ein. Die Paletten laufen an der Etikettierstation chaotisch von fünf Palettierlinien zusammen. Die Etiketten werden vom Roboter an einem Drucker mit Spendefunktion abgeholt und an der entsprechenden Palettenposition aufgeklebt. Die Aufnahme der Etiketten erfolgt über ein Vakuumwerkzeug. Ungenauigkeiten an den Palettenstapel werden mittels eines Ultraschallsensors ermittelt und vollautomatisch auf die programmierte Position verrechnet. Nach dem Aufbringen des Etikettes dreht der Roboter das Werkzeug um 90 Grad. Ein integrierter Laserscanner ermittelt die Anwesenheit des Etikettes und verifiziert den Inhalt des Barcodes. Auf die Palettenstapel können, je nach Kundenwunsch, bis zu 18 Etiketten angebracht werden. Dafür bleiben dem Roboter nur 60 Sekunden Zeit. Alexander Beck, Assistent der Geschäftsleitung und verantwortlich für die Roboterprojekte im Hause BBK, resümiert: "Ausschlaggebend für die Auswahl waren die hohen Verfahrgeschwindigkeiten und die einfache Programmierung der Roboter."

Investitionen bei kleinen Firmen wachsen

Auch Reis-Geschäftsführer Wenzel sieht Roboter für kleine Firmen als empfehlenswerte Automatisierungslösung in der Fertigung: ¿Gerade kleinere Unternehmen, die in erster Linie in Deutschland für den Inlandmarkt fertigen, befinden sich in einer zunehmend schwierigen Situation zwischen Preisdruck vom Markt und Kostendruck bei der eigenen Fertigung. Sie haben neben der Automatisierung nur wenige Möglichkeiten, sich hieraus zu befreien, die stark steigenden Investitionssummen in diesem Bereich zeigen aber auch, dass dies voll erkannt wurde.¿ Die Johann Hay GmbH setzt am Produktionsstandort in Bad Sobernheim Formwerkzeug instand. Die Wiederaufbereitung der Schmiede- und Walzwerkzeuge erfolgt unter anderem durch Auftragsschweißen. Da es sich dabei um mehrere Tausend verschiedene Teile unterschiedlicher Größe, Form und Beschaffenheit in wiederum unterschiedlichsten Verschleiß- und Beschädigungszuständen handelt, wurde diese Arbeit bis vor kurzem noch mit halbautomatischen Schweißanlagen ausgeführt. Bei nicht rotationssymetrischen Bauteilen wurden diese mühevoll von Hand durch Schweißer ausgeführt. Kosten- und Termindruck sowie die Forderung nach permanenter Qualitäts- und Effizienzsteigerung machten es notwendig, auch diesen arbeitstechnisch aufwändigen Prozess komplett zu automatisieren. Hay entschied sich nach einer Machbarkeitsstudie zum Auftragsschweißen mit Robotern für die Investition in eine komplexe Schweißroboteranlage SRVL6L von Reis. Der Roboter dient bei dieser Anwendung wie eine Werkzeugmaschine. Oliver Hammon, Leiter der Arbeitsvorbereitung Werkzeugbau bei Hay, erklärt die Gründe für den Robotereinsatz: ¿Die vom Roboter zu bearbeitenden Teile sind sehr oft Unikate. Um diese Bearbeitung ausführen zu können, muss die Positionierung von Werkstück und Brenner zueinander optimal abgestimmt sein. Hinzu kommt die unverzichtbare Anforderung, dass der Werker auch während des Arbeitsprozesses die Schweißkabine gefahrlos betreten kann.¿ Das von der Berufsgenossenschaft abgenommene System kann sowohl im Automatikbetrieb als auch mit Bedienung durch Werker betrieben werden und reduziert so den Personalbedarf. Die hohen Laufzeiten ermöglichen deutliche Kapazitätssteigerungen und bewirken zugleich eine höhere Effizienz des gesamten Schweißprozesses. Die für den Schweißvorgang optimale Wannenlage des Schweißbades garantiert bei allen Bauteilen ein gleichmäßiges, gutes Schweißergebnis, was wiederum die Weiterbearbeitung der Teile beispielsweise beim Zerspanen optimiert, und verbesserte Standzeiten der Formwerkzeuge nach Rückführung in den Schmiedeprozess bewirkt.

Roboter als Helfer der Großen

Bei Geka Brush, einem Hersteller von Kosmetikverpackungen hat ein neu installierter Pick-Roboter die Lohnkosten reduziert und die Effizienz erhöht. An einer der Produktionslinien arbeitet ein Pick-Roboter von ABB, der die fertigen Verschlüsse verpackt. ¿Wir haben dadurch einen Kostenvorteil gegenüber unseren Wettbewerbern,¿ erklärt Josef Jedlitschka, stellvertretender Leiter der Produktionsabteilung von Geka Brush. ¿Es kann ein Maschinenbediener eingespart werden, der früher nur für die Verpackung der Verschlüsse benötigt wurde.¿ Auf der Anlage werden die Schraubverschlüsse in dekorative Hüllen gepresst, Bürstchen auf Stiele geschweisst, bis schließlich am Ende der Anlage die fertigen Mascara-Verschlüsse mit integriertem Applikator erscheinen. Dort fallen sie auf ein Fließband, wo sie ein Arbeiter in einen Karton verpackt. Der nächste Arbeitsschritt wird nun von einem Roboter übernommen: Die fertigen Verschlüsse werden von einem Pick-Roboter aufgenommen und auf einem Träger platziert. Wenn der Träger voll ist, werden die Verschlüsse in den Karton gehoben. Ist eine Lage komplett, weist der Roboter eine Maschine an, diese mit Polystyrolfolie abzudecken. Wenn der Karton voll ist, wird eine andere Maschine angewiesen, den vollen Karton durch einen leeren zu ersetzen. ¿Das ist viel weniger Stress¿, sagt Maschinenbedienerin Valentina Högele, ¿ohne den Roboter fertigen wir 23.000 Verschlüsse in einer Achtstundenschicht, mit dem Roboter dagegen 30.000.¿ Auch an Werkzeugmaschinen kommen zunehmend Roboter direkt als Handling-Lösung zum Einsatz, wie Heinz Gerteiser, ABB Manager Robotics , weiß: ¿Bei der Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen überzeugen Roboter durch flexible und schnelle Entnahme von Teilen unterschiedlichster Größen und Gewichte. Automatischer Vorrichtungswechsel, Werkstückumorientierung/-transfer zwischen den Produktionsschritten und Beladung von Werkstückmagazinen beweisen die Vielseitigkeit unserer Multitalente. Mit dem System TrueView bietet ABB ein System zur berührungslosen 3D-Lageerkennung bzw. zur Identifikation von Bauteilen, das die bewährte ABB- Robotertechnik mit modernster Bildverarbeitungstechnologie kombiniert. Speziell entwickelte Software-Tools ermöglichen Planungssicherheit durch Simulation roboterbasierender Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen. Mit dem Werkzeugmaschinenspezialisten Okuma entwickelte ABB eine standardisierte Software-Schnittstelle zur Kommunikation mit der Werkzeugmaschine. Die Bedienung der gesamten Anlage erfolgt über die CNC-Steuerung, dies reduziert die Inbetriebnahmezeit und -kosten, vereinfacht die Anlagenbedienung und erhöht die Produktivität.¿

Entsprechend dem Hintergrund des wachsenden Interesses an Roboterlösungen erzielten die Hersteller in 2007 überproportionale Umsatzsteigerungen. Gerteiser, ABB, bewertet die Nachfrage im letzten Jahr mit insgesamt sehr gut, und ¿speziell im Bereich Non-Automotive noch besser als der Markt." Auch Motoman konnte die Roboterstückzahl in 2007 analog zum Markttrend steigern. Heiko Röhrig: "Wir blicken zufrieden auf das vergangene Geschäftsjahr zurück.¿ Besonders profitieren konnte 2007 Reis. Dr. Michael Wenzel: "Im vergangenen Jahr konnte Reis Robotics ein Umsatzwachstum von etwa 30 Prozent erzielen und lag damit noch oberhalb des ohnehin außergewöhnlichen Wachstums der Roboterbranche. Dieses Wachstum basiert natürlich auf einer entsprechend höheren Roboter-Nachfrage, wenngleich festzustellen ist, dass der Anteil des Systemumsatzes überproportional steigt." Entsprechend optimistisch sind die Erwartungen an 2008. Dr. Michael Wenzel, Reis, bekräftigt: "Auch das Jahr 2008 wird nochmals Steigerungen im Umsatz mit sich bringen. Diese werden wahrscheinlich nicht so hoch ausfallen wie in 2007, aber sicher über dem gesamtwirtschaftlichen Zuwachs liegen. Von daher blickt die Roboterbranche optimistisch ins Jahr 2008." Etwas verhaltener klingt die Prognose von ABB-Manager Gerteiser: "Das gute Investitionsklima wird sicherlich mittelfristig noch anhalten, es wird in Zukunft wie bisher Inverstitionszyklen geben. Durch den weiterhin steigenden Wettbewerbsdruck wird sich die Anzahl der Lieferanten am Markt reduzieren bzw. werden sich Entwicklungsgemeinschaften bilden." Doch Heiko Röhrig von Motoman, erwartet in 2008 erneut ein starkes Wachstum: "Wir haben ehrgeizige Ziele und gehen davon aus, diese auch zu erreichen. Vom vierten Quartal 2008 bis Ende 2009 werden wir zahlreiche Innovationen in allen Bereichen unseres Produktspektrums und darüber hinaus präsentieren, sodass wir uns erhoffen, überproportional wachsen zu können. Wir freuen uns auf eine spannende Zeit." Wir sind auch sehr gespannt und halten Sie auf dem Laufenden!

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