Cobots: Fähigkeiten und Einsatzgebiete, in denen sie glänzen

Mehr als sechs Jahrzehnte – seit der Nutzung der ersten Industrieroboter in den 1950er Jahren – zeichneten sich die maschinellen Protagonisten der Automatisierung vor allem durch Geschwindigkeit und Stärke aus. Heute nicht mehr. Denn mit dem Cobot hat ein Akteur die Automatisierungs-Bühne betreten, der besonders durch langsame und sichere Bewegungen überzeugt. Drei Beispiele zeigen, wie und wo von den Besonderheiten kollaborativer Roboter profitiert werden kann.

Beim Betreten einer Werkhalle fallen klassische Industrieroboter meist sofort ins Auge. Sei es wegen ihrer schnellen Bewegungen oder ihrer schieren Grösse – immer erregen sie Aufmerksamkeit. Nicht so Cobots: Nahezu unscheinbar wirken die aus mehreren Servoachsen bestehenden Leichtbauroboter mit ihren behutsamen Bewegungen. Zu Unrecht werden sie daher immer wieder unterschätzt. Denn wo die klassischen Modelle aufgrund ihrer enormen Kräfte und schnellen Bewegungen für die Zusammenarbeit mit Menschen ungeeignet sind, können die behutsamen Cobots dank ihrer Sicherheitsprotokolle und sensiblen Kraftüberwachung in direkter Nachbarschaft mit ihren menschlichen Kollegen arbeiten. Das qualifiziert sie für eine Vielzahl von Anwendungen, die mit regulären Robotern nicht möglich sind, und macht sie in Zeiten des Fachkräftemangels zum heimlichen Star jeder Anlage.

Auch viele Hersteller haben mittlerweile die Potenziale der Cobots erkannt, sodass Interessenten aus einem immer grösserem Angebot wählen können. Jüngst hat beispielsweise Schneider Electric den Lexium Cobot auf den Markt gebracht. Der kollaborative Roboter findet unter anderem in Grossbäckereien und in teilautomatisierten Fertigungslinien Anwendung.

Der Cobot in der Bäckerei

Der Fachkräftemangel erweist sich dieser Tage als Hemmschuh vieler Unternehmen. Um weiterhin wettbewerbsfähig produzieren zu können, müssen daher nicht nur die Kernprozesse automatisiert werden, sondern zunehmend auch vor- und nachgelagerte Arbeitsschritte. Dabei kommen immer häufiger auch kollaborative Roboter zum Einsatz, die genau hier ihre Stärke ausspielen. Verfügt ein Cobot – wie im Fall von Schneider Electric – über eine eigene SPS-Steuerung, kann er unkompliziert nachgerüstet werden und Aufgaben übernehmen, die zuvor ein Mensch ausgeführt hat.

Ein gutes Beispiel dafür sind automatisierte Grossbäckereien. Hier, zwischen Brötchen und Laugengebäck, sind Cobots immer häufiger zu finden. Etwa in Fertigungsstrassen, wo regelmässig Backbleche zugeführt und am Ende der Backzeit wieder entnommen werden müssen. Da diese Arbeiten eine gewisse Vorsicht erfordern und in unmittelbarer Nähe zu menschlichem Personal stattfinden, können herkömmliche Roboter diese Aufgaben nicht ausführen. Moderne Cobots mit ihrem weiten Arbeitsradius und ihrer grossen Beweglichkeit sind jedoch in der Lage, das Zuführen und Entnehmen problemlos und ohne Risiko für andere zu übernehmen. Dadurch werden die Mitarbeitenden entlastet und können nutzbringender an anderer Stelle eingesetzt werden.

Der Cobot in der Fertigung von Motorsegmenten

Ein weiteres Beispiel für die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der kollaborativen Leichtbauroboter kommt aus Deutschland, genauer gesagt aus Lahr. Als zentrales Element einer teilautomatisierten Fertigungslinie in der Smart Factory von Schneider Electric ist der Cobot hier an der Fertigung von Motorsegmenten beteiligt. Eine seiner Hauptaufgaben: Wärmeleitpaste zwischen Elektronik und Gehäuse so sorgfältig auftragen, dass damit die durch Verlustleistung entstehende Wärme zuverlässig abgeleitet werden kann. Ohne einen solchen thermischen Übergang droht beim Betrieb von Motorsegmenten eine Überhitzung der Elektronik. Die Paste muss daher besonders präzise und wohldosiert aufgetragen werden.

Um dabei eine gleichbleibend hohe Qualität zu garantieren, hat das Unternehmen diesen zuvor durch einen Menschen ausgeführten Prozessschritt mit einem Cobot automatisiert und somit reproduzierbar gemacht. Im Unterschied zu herkömmlichen Industrierobotern, die mit ihren immensen Kräften und schnellen Bewegungen in der teilautomatisierten Linie fehl am Platz wären, können die behutsamen Cobots hier problemlos arbeiten. Neben dem Cobot montiert und über einen Feldbus mit diesem verbunden, überwacht und protokolliert eine Kamera den Vorgang. Bei Fehlern erhält der kollaborative Roboter ein Signal, sodass er entsprechend reagieren kann. Aufgrund der konstanten Überwachung von Drehmoment sowie Drehzahl und den Sicherheitsprotokollen des Cobots kann dabei auf zusätzliche Sicherheitseinrichtungen verzichtet werden. Eine aufwändige Umrüstung zur Integration des Leichtbauroboters in die Montagelinie entfällt daher.

Der Cobot als Landwirt

Selbst in der Landwirtschaft stellen kollaborative Roboter ihren Nutzen unter Beweis. So zum Beispiel in der Vertical Farm des deutschen Start-ups vGreens. Auf rund 45 Quadratmetern wachsen dort Erdbeerpflanzen in mehreren Reihen übereinander (also vertikal). Und genau hier erntet der Lexium Cobot Erdbeeren. Dazu ist er entlang der Pflanzregale auf einer Linearachse unterwegs und prüft mithilfe festgelegter Kriterien den Reifegrad der Früchte. Die notwendige Intelligenz erhält der Lexium Cobot zukünftig über die Einbindung in die Automatisierungsplattform EcoStruxure Automation Expert von Schneider Electric. In dieser wird die KI-Logik zur Bewertung der Erdbeeren ablaufen. In Verbindung mit der Kamera kann die KI die genauen Koordinaten einer reifen Frucht ermitteln und den Cobot befähigen, diese mittels seines Greifers zu pflücken und in einer Schale abzulegen.

Fazit: Neue Wege der Automatisierung eröffnen neue Einsatzmöglichkeiten

Cobots weichen mit ihren langsamen, vorsichtigen Bewegungen klar vom klassischen Industrieroboter ab. Aber genau dadurch ermöglichen sie völlig neue Automatisierungsformen. Sie übernehmen überall dort repetitive Tätigkeiten, wo eine enge Zusammenarbeit zwischen Menschen und Maschinen notwendig ist. Und das selbst in Bereichen, in denen Fingerspitzengefühl vonnöten ist – wie etwa im Umgang mit Backwaren oder bei der Erdbeerernte. Es erfordert nicht viel Fantasie, sich zahlreiche weitere Einsatzmöglichkeiten auszumalen. Zum Vorteil für Unternehmen und den dort arbeitenden Menschen gleichermassen.