Automation
9. Dezember 2021 5:54  Uhr

Roboter öffnen das Tor zur agilen Fertigung

Mitarbeiter eins zu eins durch Roboter zu ersetzen, dieser Traum ist noch Zukunftsmusik. Dennoch kann die Automation Maschinen in der Intralogistik zu vielseitigen Helfern machen.

Die Bedeutung der Robotik in der Industrie wächst stetig, ebenso die technischen Möglichkeiten. | Foto: zhu difeng – stock.adobe.com

Von Gerd Otto

NÜRNBERG. Der Kollege Roboter ist in den Produktionshallen längst kein Unbekannter mehr. Roboter können die Arbeitsschritte zwischen Lager und Fertigung überbrücken oder selbstständig für einen Mitarbeiter benötigte Teile kommissionieren. Anwendungsbeispiele aus der Praxis zeigte das Webinar „Autonome mobile Roboter“, zu dem die Industrie- und Handelskammern in Nordbayern eingeladen hatten. Immerhin wächst die Bedeutung der Robotik im Großraum, abzulesen auch an dem starken nordbayerischen Automation-Cluster. Das wiederum spiegelt sich auch in der Initiative Automation Valley Nordbayern wider.

Autonomie in Grenzen

Autonome mobile Roboter (AMR) sind autonome, intelligente Systeme, die über die klassische Automatisierung hinaus einen „gewissen Grad an Selbstständigkeit und Entscheidungsfreiheit“ haben, führte Prof. Dr. Stefan May ins Thema ein. Der Professor für Automatisierungstechnik und Mechatronik an der Technischen Hochschule Nürnberg beschäftigt sich mit Robotern, die im Produktionsablauf effizienter als der Mensch assistieren und unterstützen können. Die Autonomie dürfe allerdings nicht überschätzt werden, ein eigenständiges Denken und Entscheiden der Maschinen sei nicht möglich. Vielmehr gehe es darum, definierte Aufgaben autonom und eigenständig auszuführen.

May, der zugleich Gründer und Geschäftsführer der Firma Evocortex ist, hat auch die Lokalisierung weiterentwickelt. So sind manche Systeme beispielsweise noch auf reflektierende Marker oder Funksignale in der Fertigungshalle angewiesen. Dieses „Schlüsselproblem“ erledigt die Evocortex-Lösung ohne Hilfsmittel und spart so aufwendige Vorbereitungen ein. Der Evocortex-Roboter scannt detailliert Hallenboden oder Hallendecke und schafft so eine hochpräzise Lokalisierung. May bezifferte die Genauigkeit mit unter einem Millimeter Abweichung auf einer Fläche von einem Quadratkilometer.

Roboter holt Roboter zu Hilfe

Jörn Meißner, Sales Manager der Baumüller Anlagen-Systemtechnik Nürnberg, skizzierte Einsatzszenarien für die agile Produktion. In der Intralogistik, dem Transport von Dingen, sieht er aktuell den Löwenanteil der Anwendungsmöglichkeiten des Kollegen Roboter. Baumüller geht darüber hinaus und entwickelt für die Roboter komplexe Aufbauten für spezielle Funktionen. „Hier wächst der Bedarf gewaltig“, stellte Meißner fest.

Im Sortiment hat Meißner beispielsweise Aufbauten für Fördertechnik, Luftreinigung oder auch Messgeräte. Mit einem Roboterarm als Aufbau kann er bedarfsgenau zwischen Produktionslinien wechseln und verschiedene Aufgaben erledigen: „Damit bekommt die Fertigung eine Flexibilität und Agilität, die es so noch nicht gegeben hat.“ Ein weiteres Szenario ist die Leistungsbündelung durch mehrere Fahrzeuge mit gleicher Aufgabe, um die Leistung zu erhöhen. Beispielsweise können gerade in Coronazeiten die Luftreiniger autonom über eine Kamera die anwesende Menschenmenge erfassen und im Bedarfsfall einfach weitere Luftreinigungsroboter zum Einsatz bringen. Ein weiterer Ansatz ist es, AMRs mit verschiedenen anderen Geräten zu kombinieren und so temporäre Arbeitseinheiten zu bilden. Ein AMR mit Roboteraufbau bestückt eine Maschine mit Teilen, die ein zweiter AMR mit Tray zuliefert. Das Gleiche funktioniert auch umgekehrt, um etwa Material zu entsorgen. Meißner warnte allerdings vor zu viel Blauäugigkeit. Es stecke eine ganze Menge an Planung, Programmierung und Administration dahinter, erklärte er: „Wir befinden uns am Anfang einer sehr dynamischen Entwicklung, wo bisher festverbaute Maschinen und Anlagen mobil werden.“

Maschinen mit Feingefühl

Tomasz Humiennik von der Altdorfer Niederlassung Jugard und Küstner fächerte mit Praxisbeispielen die Breite der Anwendungen auf. Das Unternehmen ist offizieller Distributor der dänischen Universal Robots, ein Anbieter verschiedener Roboter mit Roboterarmen. Bei Jugard und Küstner liegt ein Fokus auf kollaborierenden Robotern, die als fahrerlose Transportsysteme oder mit Roboterarmen ohne zusätzliche Sicherheitstechnik mit Menschen zusammenarbeiten können.

Eine realisierte Lösung für einen Medizintechnikbetrieb ist ein Roboter, der Baugruppen zwischen verschiedenen Fertigungsbereichen transportiert. Nachdem er zunächst per Lasertechnik die Umgebung kartiert hat, sucht er sich selbstständig den Weg zu einem vorgegebenen Zielpunkt. Das kann auch eine Strecke zwischen den Hallen sein, bei denen er zusätzlichen Hindernissen ausweicht. In diesem Beispiel legt er 1650 Kilometer jährlich zurück und erbringt die Leistung einer halben Vollzeitkraft. Ein anderer Roboter ist mit einem Hubmechanismus für den Palettentransport ausgestattet. Er übernimmt den Materialfluss zwischen Fertigung und Lager und transportiert je nach Ausführung eine halbe bis ganze Tonne.

Fallstrick Regulatorik

In der Webinar-Diskussion kamen aber auch die größten Hürden zur Sprache. May sah im Vergleich zu anderen Ländern die deutsche Regulierungsdichte als größten Fallstrick. Ihm pflichtete Humiennik bei und riet zusätzlich, nur schrittweise Aufgaben an den Roboter zu übergeben. Der Wunsch, gleich alles eins zu eins vom Mitarbeiter auf den Roboter zu übertragen, funktioniere nicht. Dagegen sah Meißner die große Hürde im Unternehmer selbst. Deutsche Unternehmer hielten lange an ihren bestehenden Systemen und Vorgängen fest.