Unternehmen Worauf Unternehmer bei Robotern achten sollten

In deutschen Unternehmen verrichten heute ca. 140.000 Roboter ihren Dienst, die meisten in Großbetrieben der Automobil- und Zulieferer-Branche. Denn für viele mittelständische Unternehmen und Handwerksbetriebe sind die Robotersysteme oft zu unflexibel, zu groß oder zu teuer. Ingenieure entwickeln seit einiger Zeit daher auch Maschinen, die die fleißigen Helfer für den Mittelstand interessant machen könnten.

Martin Hägele, Abteilungsleiter Robotersysteme am Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA erklärt im Interview, wie der Einsatz von Robotern zum Erfolg wird.

Herr Hägele, was muss ein Unternehmer beachten, wenn er sich mit dem Gedanken trägt, seinen Betrieb mit Robotern zu automatisieren?

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Um das passende Robotersystem zu finden und sich klar zu werden, in welchem Umfang man automatisieren will und kann, ist es ratsam, die bestehende Produktion, die Produkte und eingesetzten Fertigungsprozesse systematisch anzuschauen. Eine höhere Auslastung des Roboters begünstigt dessen Wirtschaftlichkeit. Daher muss der Unternehmer prüfen, welche Mengen welchen Produkts in welchen Zeiträumen anfallen. Neben einer solchen Analyse muss man Klarheit darüber schaffen, welche Abweichungen es innerhalb der Produktreihen geben kann. Vereinfacht gilt: Je größer die Losgrößen und je geringer die auftretenden Abweichungen, desto besser eignen sich die Produkte für die Automatisierung. Und: Je genauer das Unternehmen die Anforderungen an eine Automatisierung kennt, desto besser kann der Ausrüster ein bedarfsgerechtes Robotersystem zuschneiden und realisieren.

Für welche Arbeitsschritte kann der Unternehmer denn einen Roboter heranziehen?

Roboter sind prinzipiell für eine breite Palette von Aufgaben einsetzbar. Als besonders günstig umsetzbare Automatisierungsanwendungen gelten Handhabungsaufgaben wie zum Beispiel das Kommissionieren, Sortieren, Verpacken oder Transportieren. Sehr gut sind Robotersysteme auch zum Schweißen einsetzbar. Bei der Montageautomatisierung sollte das Unternehmen vorher prüfen, welche Montage-Prozesse sich für den Robotereinsatz besonders eignen. Hier lohnt es sich meist, das Produkt selber nochmals unter Aspekten einer „montagegerechten Produktgestaltung“ konstruktiv zu überarbeiten. Roboter können auch die Oberflächen von Holz, Kunststoff und Metall bearbeiten, typische Anwendungen sind hier das Schleifen, Bohren oder Schneiden von Gewinden. In wieder anderen Betrieben beschichten Roboter Produkte mit Klebstoff oder Lack.

Welche Rolle spielt denn hier der Arbeitsablauf des jeweiligen Betriebs?

Die Herausforderung für den Unternehmer ist hier, den Roboter sinnvoll in meist bestehende Produktionen einzugliedern. Ich muss abwägen, welche Arbeitsschritte ich automatisiere und welche ich weiterhin manuell erledigen lasse. Neben der klassischen Trennung manueller und voll-automatischer Fertigungsbereiche gilt die Mensch-Roboter-Kooperation als wichtige Innovation: Produktionsaufgaben werden arbeitsteilig von Mensch und Maschine gemeinsam erledigt. So kann der Mensch Aufgaben übernehmen, bei denen es auf Geschicklichkeit, Entscheidungsfähigkeit oder Wahrnehmung ankommt, der Roboter erledigt Aufgaben, bei denen Kraft, Ausdauer und Präzision im Vordergrund stehen.

Sind solche kooperierenden Robotersysteme nicht schwer zu programmieren?

In den letzten Jahren wurden die Roboter insgesamt immer benutzerfreundlicher: So besitzen fast alle Roboter heute graphische Bedienflächen. Im Fall der kooperierenden Roboter möchte man einen Schritt weiter gehen: Durch eine intuitive Programmierung soll die Zeit für die Anleitung im Vergleich zur Ausführungszeit des Roboters möglichst kurz gehalten werden. In Zukunft soll man neue Roboter beispielsweise programmieren können, in dem man ihnen Tätigkeiten vormacht, per Touchscreen Symbole antippt oder gar Anweisungen mittels Sprachverarbeitung gibt. So werden komplizierte Tastaturbefehle überflüssig. In jedem Falle sollte zudem frühzeitig festgelegt werden, wer Programmänderungen oder Rekonfigurationen des Roboters an neue Produkte oder Varianten festlegt. Abhängig davon sind entsprechende Trainings für Werker zum sachgerechten Betrieb und zur Instandhaltung durchzuführen.

Was Einfluss auf die Kosten hat…

Bisher machte der eigentliche Roboterpreis, als Daumenregel, nur ein Viertel bis ein Fünftel des Gesamtsystempreises aus. Der Großteil der Kosten wurde durch Greifer oder Werkzeuge, Positionier-, Zuführ- und Vereinzelungseinrichtungen gebunden, sowie durch die Inbetriebnahme und das Programmieren der Roboter. Nun sind die Entwickler dabei, solche Komplettsysteme zu vereinfachen und auch kostenmäßig zu verschlanken. Dies trifft besonders für kooperierende Roboter zu. Heutzutage wird die herkömmliche Investitionsrechnung um Aspekte wie Instandhaltungs-, Umrüst- und Schulungskosten erweitert. Aus dieser umfassenden Kostenbetrachtung ergeben sich inzwischen auch Modelle, Leistungen und Kosten über den Lebenszyklus der Anlage zwischen Betreiber und Ausrüster aufzuteilen.

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