Alles fest im Griff: Mit Robotik zu mehr Produktionsflexibilität
Was einst der Massenproduktion in Automobilwerken vorbehalten war, hält heute zusehends in allen Bereichen der Wirtschaft Einzug: Roboter. Selbst jenseits herkömmlicher Herstellungs-, Prüf- und Verpackungstätigkeiten sehen wir Roboter Aufgaben erledigen, die von Bergbau, Weltraumforschung, Chirurgie und Laborforschung bis hin zu Obstpflücken reichen. Angesichts der vielfältigen Anwendungsfelder brauchen heutige Roboter vor allem eines: Flexibilität. Diese wird in erster Linie durch End-of-Arm-Tooling (EOAT, Greifer) erzielt. Folglich müssen bei der Auswahl eines Anbieters für Greifertechnik zahlreiche Faktoren mitberücksichtigt werden: Das geht vom breiten Produktportfolio über die Möglichkeit für maßgeschneiderte Lösungen bis hin zum Top-Kundensupport.
Von Marcus Mazetti, Global Account Manager, SMC Schweden
Automobilwerke werden schon seit vielen Jahren weitgehend automatisiert betrieben. Diese Industrie bleibt auch künftig ein bedeutender globaler Markt für Robotik. Neben Schweißen und Lackieren nutzt die Automobilindustrie Roboter für Arbeitsschritte wie Montage, Anfasen, Schneiden, Teileübergabe oder auch Maschinenbedienung.
Einer wachsenden Anzahl weiterer Industrien ist der Erfolg der Automobilwerke nicht unbemerkt geblieben: So setzen Branchen wie Nahrungsmittel- und Getränkeherstellung, Life Science und Landwirtschaft vermehrt auf Roboter – zur Steigerung ihrer Produktivität, Effizienz, Personalsicherheit, Produktqualität und Umsätze. Kurzum, als Antwort auf den ständig wechselnden Kundenbedarf liegt nun zur Verbesserung der Effizienz in der High-Mix-Low-Volume-Fertigung (HMLV) ein zusätzliches Augenmerk auf die verstärkte Flexibilisierung der Produktionslinien.
Roboter in einer Verpackungsanwendung mit drahtloser Datenübertragung sorgt beim Wechsel des End-Of-Arm-Tools (EOAT) für serielle Kommunikation und Flexibilität
Neue Industrien kurbeln die Nachfrage an
Einer McKinsey-Studie zufolge wollen 88 % der Unternehmen weltweit eine Roboter-Automatisierung in ihre Infrastruktur integrieren. Angesichts der großen Zahl neuer Industrien könnte der globale Robotik-Markt nach dem Marktforschungsinstitut Mordor Intelligence bis zum Jahr 2026 einen Umsatz von 74,1 Mrd. Dollar (gegenüber 27,73 Mrd. Dollar im Jahr 2020) erzielen – das entspricht einer jährlichen Steigerungsrate (CAGR) von 17,45 %. Die Zukunft sieht also für den Bereich Robotik rosig aus. Dennoch wissen wir aus Erfahrung: Für den Erfolg in Branchen abseits der Automobilindustrie gibt es bestimmte Voraussetzungen.
Während Roboter bei hohen Stückzahlen im Automobilbereich typischerweise eine einzelne Aufgabe ausführen, heißt das Schlüsselwort im Non-Automotive-Bereich Flexibilität. Hier weist man Robotern Aufgaben zu, die sich regelmäßig abwechseln können. Sie sind der Ansicht, dass in der HMLV-Fertigung die Programmierung ein Problem darstellt? Dann ist Folgendes für Sie entscheidend: Robotik-OEMs, Spezialisten im Bereich der kollaborativen Robotik (Cobots) und Software-Unternehmen liefern heute Lösungen mit einer derart unkomplizierten Programmierung, dass sogar Anwender mit wenig oder gar keiner Erfahrung im Handumdrehen Bewegungspfade erstellen können.
AI und ML
Es ist uns allen bewusst, dass Roboter repetitive Aufgaben besser erledigen als wir Menschen. Aber es gibt einen neuen Trend: Mit AI (künstlicher Intelligenz) und ML (maschinellem Lernen) können Roboter denken, lernen und akkurate Schlüsse ziehen – ganz ohne die Hilfe ihrer menschlichen Kollegen. Diese Aussicht ist für die Industrie durchwegs vielversprechend, insbesondere weil uns Roboter vor allem deshalb bei der Umstellung auf Industrie 4.0/Digitalisierung unterstützen können, weil sie bei komplexen Handgriffen herkömmlichen Bewegungssystemen überlegen sind.
Während z. B. zahlreiche Werkstattmaschinen vollständig automatisiert sind, erfolgen vom Lager bis zur Endmontage und Verpackung Handhabungsarbeiten aufgrund der naturgemäß hohen Komplexität oft ohne Automatisierung. Heute unterstützen die neuesten Robotik-Lösungen jedoch fabriksweit einen durchgängigen Workflow, der letztlich in Richtung „Lights-Out-Manufacturing“ führen kann – ein Ansatz, bei dem keine oder nur ganz wenige Menschen den Betrieb überwachen.
Maßgeschneiderte Lösungen
Vor dem Hintergrund, dass Roboter in zahlreichen Produktionen zur Schlüsselressource werden, ist für Aufgaben, bei denen es um Handhabung oder Wartung geht, eine gewisse Flexibilität vorrangig. Hier benötigen rund 50 % der Anwendungen Modifikationen der Greiffinger bzw. Greifer, um Kundenanforderungen zu erfüllen.
Bei der Produktauswahl sind für Roboteranwender und Hersteller mehrere Ziele maßgeblich, u.a. Preis-Leistungsverhältnis, Flexibilität, Akzeptanz und Sicherheit. Die EOA-Greifertechnologie ist jedoch ein Schlüsselfaktor bei Aufgaben wie z. B. Materialhandhabung, Verpacken, Maschinenbedienung, Montage, Qualitätskontrolle und Oberflächenbehandlung.
Bei SMC bieten wir eine Gesamtpalette an Greiferlösungen – einschließlich pneumatischer, elektrischer, magnetischer und auf Vakuum basierender Systeme, die eine Anpassungsfähigkeit an sämtliche Greifanforderungen sicherstellen. Wir liefern auch FRL-Einheiten, Schläuche, Ventile und serielle Kommunikation, entweder mit drahtloser oder herkömmlicher kabelgebundener Technologie, und damit eine schlüsselfertige Lösung für neue Roboteranlagen oder Retrofit-Projekte.
Wir unterstützen Robotik-Ingenieure, sich weniger vertraute „Sprachen“ wie der Pneumatik nutzbar zu machen, und helfen ihnen bei der Übersetzung/Interpretation der druckluftbetriebenen Bewegungs- und Steuerungsanforderungen. Unser Expertenteam kann dabei die nötigen Erklärungen liefern – angefangen von Ventilinseltechnologie und Filtration bis hin zu Luftströmung und Systemdruck. Obwohl SMC eine umfassende Serie von elektrischen Aktuatoren anbietet, ist die Pneumatik weiterhin unsere „Hauptsprache“, weshalb immer mehr Robotik-OEMs und Produktionsbetriebe um unsere Unterstützung bitten.
Rascher Werkzeugwechsel
Damit Flexibilität gegeben ist, müssen Roboter häufig eine Vielfalt an Greifern einsetzen. Eine rasche und zuverlässige Toolwechseltechnologie ist deshalb absolut entscheidend. Viele der Lösungen sind jedoch kostenintensiv und bergen aufgrund der komplexen Druckluft-/Signalverbindungen ein gewisses Risiko. Deshalb hat das SMC Ingenieurteam die Serie MHF2-X7076A entwickelt – einen modularen pneumatischen Greifer mit niedrigem Gehäusequerschnitt sowie Fingerwechselfunktion. Dank dieses automatisierten Toolwechselgeräts für Roboter können Anwender das Ende des Greifers (den Finger) auf einfache Weise tauschen, ganz ohne Risiko. Die Kabel und Schlauchleitungen befinden sich gebündelt im Inneren des pneumatischen Greifergehäuses (roboterseitig). Dies verbessert den elektrischen Kontakt während eines Toolwechsels und verringert Undichtigkeiten.
Pneumatischer Greifer mit Fingerwechselfunktion von SMC – Serie MHF2-X7076A
Was uns sonst noch vom Mitbewerb unterscheidet? Die drahtlose Kommunikationsmöglichkeit mit dem Greifer, um jegliches Risiko des Kommunikationsverlustes oder -ausfalls auszuschließen. Unser drahtloses Feldbussystem EX600-W bedeutet für Sie weniger Kabel und Konnektoren, reduzierter Installations- und Wartungsaufwand, geringeres Unterbrechungsrisiko und damit absolut zuverlässige, störunempfindliche Datenübertragung. Immer mehr Roboteranwender entschließen sich zur Verbesserung ihrer Gesamtanlageneffektivität (OEE), einer wichtigen Kennzahl für Produktions- bzw. Prozessabläufe, für den Einsatz unseres drahtlosen, rasch reagierenden Systems EX600-W.
Drahtloses Feldbussystem von SMC – Serie EX600-W
Mit Blick auf die Zukunft arbeitet unser F&E-Team ständig an der Weiterentwicklung der Systemmodularität, um die Greiferwechselgeschwindigkeit noch mehr zu steigern und die Gefahr von Stillständen zu minimieren. Ihre Produktivität und Maschinenverfügbarkeit haben bei uns höchste Priorität. Die Tatsache, dass rund 50 % unserer derzeit hergestellten Robotergreifer maßgeschneiderte Lösungen sind, unterstreicht unseren Anspruch, ein kompetenter und bewährter Technologiepartner zu sein.
