Der riesige einarmige Goliath ist seit 50 Jahren in den industriellen Fertigungsstraßen bekannt. Die Konstruktion des Industrieroboters ermöglichte es ihm, eine einzige Tätigkeit auszuführen, wie z. B. das Anbringen von Gewinden an der Spitze eines Rohrs oder Punktschweißen. Der Roboter war weder flexibel noch anpassungsfähig.
Doch in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts kam es in der verarbeitenden Industrie in Teilen der Vereinigten Staaten, Asiens und Europas zu einem Mangel an gering- und mittelqualifizierten Arbeitskräften, was einen radikalen Wandel zur Folge hatte. In den letzten Jahren haben Sie von Robotern und Robotik gehört. Das liegt daran, dass die Robotik seit der Einführung des „Unimate“-Roboters von General Motors im Jahr 1961, der als das erste Robotersystem gilt, die Weltwirtschaft erneut verändert.
Diesmal sind die Auswirkungen jedoch noch weitaus größer. Neben Lagerhallen, Vertriebseinrichtungen und kleinen Produktionsanlagen halten Roboter nun auch in Büros, Krankenhäusern und Schulen Einzug – also in eindeutig nicht-industriellen Bereichen.
Wie kollaborative Roboter die Robotik-Automatisierung grundlegend verändern
In den letzten Jahren ist eine neue Art von Robotern aufgetaucht. Die so genannten kollaborativen Roboter/Cobots, von denen die meisten über einen oder mehrere flexible Arme verfügen, lassen sich im Gegensatz zu den massiven industriellen Roboterarmen des 20.
Die Bezeichnung „kollaborativ“ bezieht sich auf die Fähigkeit dieser modernen Roboter, komplexe Aufgaben zu erlernen und dann den zweiten Satz beweglicher Arme zu nutzen, um die Fähigkeiten der erfahrenen Mitarbeiter zu ergänzen. Wenn Menschen Aufgaben ausführen, lernen diese modernen Modelle, indem sie sie kopieren.
Das wichtigste Sicherheitselement von kollaborierenden Robotern ist ihre Fähigkeit, unbeabsichtigte Kollisionen zu vermeiden. Mit Hilfe von sehr genauen Drehmomentsensoren können sie erkennen, wenn sie etwas oder jemanden in unangemessener Weise berührt haben. Aufgrund ihrer Fähigkeit, an der Seite von Menschen und außerhalb von Sicherheitskäfigen zu arbeiten, haben Cobots das Potenzial, die Effizienz von Industrieunternehmen erheblich zu steigern.
Die Entwicklung der Robotik ist aufgrund des Wunsches nach mobiler Datenverarbeitung explodiert, was zu niedrigeren Kosten, schnellen Fortschritten und einer Vereinfachung der Sensortechnologien geführt hat. Früher kosteten Beschleunigungsmesser mehrere hundert Dollar pro Stück.
Jedes Smartphone verfügt heute über die Funktionen, die Roboter benötigen, um in unserer Welt effektiv zu funktionieren. Dazu gehören die Überwachung der Beschleunigung, die exakte Standortbestimmung und die Bereitstellung von Orientierungshilfen sowie das Senden von Informationen auf vielen Frequenzbändern.
Das Robotics Operating System (ROS) wurde erstmals 2009 durch einen Vortrag auf der International Conferences on Robotics and Automation (ICRA) bekannt gemacht. ROS ist das erste Standardbetriebssystem für die Robotikentwicklung. Darüber hinaus ist es quelloffen, zugänglich und natürlich flexibel, was Robotikentwicklern den zeitaufwändigen Aufwand erspart, ein Betriebssystem von Grund auf zu entwickeln.
Es gibt viele Open-Source-Benutzer, die sich für persönliche Computer interessieren; da Windows und andere proprietäre Betriebssysteme jedoch zunächst an Popularität gewannen, waren Open-Source-Alternativen schon immer als Alternativen verfügbar. Nicht so bei Robotern, wo Open Source jetzt der Standard ist und einen Ansturm von Entwicklungen mit Crowdsourcing ausgelöst hat.
Universal Robots, das Unternehmen, das für ROS verantwortlich ist, hat außerdem einen Robotersimulator entwickelt, mit dem Ingenieure Robotersysteme in virtuellen Welten testen können, ohne ihre Hardware zu gefährden. Bessere und erschwinglichere Cobot-Hardware ermöglicht es den Nutzern, sich auf die Computer-Vision zu konzentrieren und maßgeschneiderte Software für spezielle Aufgaben zu entwickeln.
Vier Branchen, die vom Einsatz kollaborativer Roboter profitieren
- · Kunststoff- und Polymerproduktion
Der Prozess des Entgattens, Be- und Entladens von Leiterplatten, die Auswahl und Anordnung von Projekten sowie andere Aspekte der Kunststoff- und Polymerproduktion sind mögliche Einsatzgebiete für die kollaborativen Roboter. Da verschiedene Materialien unterschiedliche Verarbeitungs- und Temperaturbereiche benötigen, erfordert die Herstellung von Kunststoffen und Polymeren eine hohe Flexibilität.
Der Produktionsprozess ändert sich in der Regel, da die Unternehmen Kunststoffe mit verschiedenen Fertigungstechniken aus einer breiten Palette von Polyethylen und polymeren Werkstoffen herstellen können. Selbst wenn es nicht nur eine einzige Runde gibt, können mehrere Automatisierungsgrade für die Kunststoff- und Polymerproduktion effektiv durchgeführt werden, wodurch die Exposition der Mitarbeiter gegenüber gefährlichen Gasen verringert wird.
Die Roboterarme ermöglichen es den Arbeitnehmern, ihre Produktionsfähigkeiten zu entwickeln und gleichzeitig repetitive Arbeiten zu reduzieren. Außerdem erhöhen sie die Sicherheit der Mitarbeiter, da sie die Beschäftigten an den Produktionslinien vor scharfen Gegenständen und Kunststoffspänen schützen.
- Schweißen
Eine der wichtigsten Tätigkeiten in den meisten industriellen Produktionsprozessen ist das Schweißen. Sie erfordert auch viel Arbeitskraft, aber leider entspricht die Zahl der kompetenten Arbeitskräfte, die in den Ruhestand gehen/ausscheiden und deren Ersatz nicht der Nachfrage.
Glücklicherweise entwickelt Universal Robots seine Roboter ständig weiter, so dass sie auch Schweißaufgaben übernehmen können. Um Schweißlösungen mit kollaborativen Robotern einzusetzen und weiterzuentwickeln, hat Universal Robots mit renommierten Unternehmen wie dem amerikanischen ARC Specialist zusammengearbeitet, um leistungsstarke Funktionen für die Roboter zu entwickeln.
Das „SnapWeld Collaborative Robots Welding Package“ ist der Name des Ergebnisses dieser Zusammenarbeit. Dieses Paket umfasst einen interaktiven Schweißroboter, der einfach in die derzeit verwendeten manuellen Schweißkabinen integriert werden kann, wodurch der Bedarf an zusätzlichen Roboterzellen minimiert wird.
- · Automobilbau
Die Industrie hat dank der Einführung von Universalrobotermodellen die gewünschten Ergebnisse erzielt. Ein gutes Beispiel ist LEAX, ein schwedischer Auftragsfertiger, der kollaborative Roboter einsetzt.
Hauptwellen, Antriebswellen, Ausgangs- und Eingangswellen, Industriegetriebe und Bohrer sind nur einige der schweren Fahrzeugteile, die LEAX herstellt. Sie verlassen sich auf kollaborierende Roboter, um eine schnelle Ausführung und Aufmerksamkeit während der gesamten Produktion zu erreichen, weil sie eine Vielzahl von Produkten herstellen, die bescheidene Mengen erfordern, von denen einige bis zu 100.000 Einheiten benötigen.
Nach dem Kauf von drei UR10-Robotern zum Wechseln, Beladen und Entladen von Bits hat das Unternehmen seinen Betrieb erfolgreich optimiert. Sie betrachten dies als eine hervorragende Rendite für ihre Investition.
- Landwirtschaft
Die Automatisierung in der Landwirtschaft wird immer beliebter, aber viele Aufgaben in dieser Branche erfordern Fingerspitzengefühl, weshalb eine effiziente Zusammenarbeit von Mensch und Tier mit Robotern erforderlich ist. Mit dem Potenzial, die Produktion zu optimieren, die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern und Fachpersonal für geeignetere Tätigkeiten freizusetzen, machen kollaborative Roboter in diesem Sektor große Fortschritte.
Ein perfektes Beispiel ist GNE Farm Equipment, das einen zehnjährigen Mangel an qualifizierten Melkarbeitern durch den Einsatz von kollaborativen Robotern behebt, um die mit dem Melken von Kühen verbundenen Arbeitskosten zu senken. Der UR5 Cobot von Universal Robots automatisiert den zeitaufwändigen Prozess der manuellen Reinigung der Euter von Kühen vor und nach dem Melken.
- Schlussfolgerung
Der technologische Fortschritt hat die Einführung von kollaborierenden Robotern gefördert, die neue Möglichkeiten geschaffen und die Attraktivität der Automatisierung erhöht haben. Cobots werden in verschiedenen Branchen eingesetzt und verändern die Art und Weise, wie Unternehmen arbeiten, ihre Produkte entwickeln und vermarkten.
