Sensoren

Der Roboter wird feinfühlig

Industrieroboter mit Tastsinn. Optoforce stattet Industrieroboter mit einem Tastsinn aus und eröffnet so neue Chancen in der Automatisierung komplexer Arbeitsschritte. Die sechsachsigen Kraft-Momenten-Sensoren sorgen für eine Effizienzsteigerung in der Fertigung, verkürzen die Integrationszeit von Robotersystemen und verbessern die Performance bereits automatisierter Prozesse. 

Die Optoforce-Sensoren und die mitgelieferten Software-Pakete sind kompatibel mit den Leichtbaurobotern der gängigen Hersteller wie Universal Robots, Kuka und ABB. (Bild: Optoforce)

In einer globalen Welt steigt für produzierende Unternehmen der Druck nach dem optimalen Preis-Leistungsverhältnis. Demgegenüber steht in Deutschland eine andere Entwicklung: steigende Arbeitskosten und ein Mangel an Fachkräften. Großunternehmen lagern einfache Produktionsschritte in Länder mit niedrigen Lohnkosten aus. Kleine und mittelgroße versuchen laut einer Studie des Instituts für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB) immer häufiger, ihre Facharbeiter mit der Flexirente länger zu binden. Beide Modelle sind jedoch keine dauerhafte Lösung für die deutsche Wirtschaft, die sich doch mit Visionen und Strategien in Richtung Zukunft bewegen möchte.

Automatisierung von Präzisionsaufgaben als Chance
Die heute in Deutschland schon fortgeschrittene Automatisierung einfacher Arbeitsschritte ist bereits ein erster Schritt in die richtige Richtung. Sie eröffnet dem Mittelstand eine Chance am Weltmarkt und bietet Konzernen eine attraktive Alternative zur Verlagerung von Standorten in Niedriglohnländer. Bei Präzisionsaufgaben hingegen war die Feinfühligkeit menschlicher Hände lange Zeit unerlässlich – problematisch, wenn genau diese zur Mangelware werden. Gleichzeitig werden Produktionsumgebungen auf dem Weg zur Losgröße 1 immer weniger standardisiert und erfordern anpassungsfähigere und intelligentere Robotersysteme. 

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Effizientes Wirtschaften bei Losgröße 1
Kraft-Momenten-Sensoren schließen diese Lücke, denn sie verleihen Industrierobotern einen Tastsinn. Mit den Sensoren ausgestattete Roboterarme sind in der Lage, auch geringste Widerstände wahrzunehmen. So sind die Roboter nicht länger nur auf die Bewegung zwischen vorprogrammierten Punkten beschränkt, sondern passen diese in Echtzeit ihrer Umgebung an.

Haptische Sensoren erweitern die Möglichkeiten der Automatisierung, verbessern aber auch die Performance bereits bestehender Applikationen. (Bild: Optoforce)

Sollen in einer Verpackungsanwendung standardisierte Produkte von immer exakt gleicher Größe in einem ebenso standardisierten Karton platziert werden, so reicht es aus, die entsprechenden Positionen und Bewegungen im Roboter vorzuprogrammieren, der daraufhin immer und immer wieder denselben Ablauf durchführt. Dies ändert sich drastisch, handelt es sich nicht mehr um die Verpackung von standardisierten Produkten, sondern um solche von jeweils individueller Größe – was heute immer häufiger der Fall ist. Mit starr vorprogrammierten Positionen kann dann nicht mehr operiert werden. Die feine Kraftmessung der Optoforce-Sensoren nimmt auch geringste Widerstände bei jedem Arbeitsschritt war und ermöglicht auf dieser Basis die präzise Anpassung der Roboterbewegungen in Echtzeit – und macht Industrieroboter bereit für die Losgröße 1. Für Unternehmen ist dies ein Weg, den erheblichen Mehraufwand ohne signifikante Mehrkosten zu stemmen. Damit ermöglichen die Sensoren den Einsatz von Industrierobotern bei Arbeitsschritten, für die die Feinfühligkeit menschlicher Hände bisher unerlässlich war, und helfen Unternehmen auch in diesen Bereichen ihre Effizienz und Produktivität zu steigern.

Sechsachsige Kraft-Momenten-Sensoren tragen jedoch nicht nur zur Erweiterung von Automatisierungsmöglichkeiten bei, sondern helfen auch, die Performance bereits automatisierter Prozesse zu verbessern. Ein starr zwischen festgelegten Wegpunkten navigierender Roboterarm ist nicht in der Lage, gelegentlich auftretende Unregelmäßigkeiten im Werkstück oder der zu bearbeitenden Oberfläche zu erkennen und angemessen darauf zu reagieren. Er führt immer wieder dieselbe Bewegung aus, komme was wolle. Das Ergebnis können Produktionsfehler sein, die sich durch die gesamte restliche Wertschöpfungskette ziehen – bis der Endkunde das Produkt reklamiert. Im schlimmsten Fall kommt es gar zum Produktionsstillstand, was eine unverhältnismäßig teure Angelegenheit für jedes Unternehmen bedeutet. Diese Szenarien können mit dem Einsatz haptischer Sensoren wie dem HEX-E und dem HEX-H von Optoforce bereits im Keim erstickt und teure Reklamationsschleifen vermieden werden.

Kürzere Integrationszeit für Robotersysteme
Immer von zentraler Bedeutung bei der Einführung eines Robotersystems ist die Integrationszeit. Sie ist neben dem Preis und der bewirkten Effizienzsteigerung ein maßgeblicher Faktor für den ROI (Return on Invest) und damit für die wirtschaftlichen Erfolge, die das Unternehmen mit der Technologie erzielt. Je anpassungsfähiger und flexibler ein Robotersystem aufgebaut ist, desto einfacher lässt es sich integrieren und desto schneller ist es dazu in der Lage, sich zu refinanzieren und im Anschluss daran Profite zu erwirtschaften. Und der durch sechsachsige Kraft-Momenten-Sensoren erworbene Tastsinn ist ein Gewinn an Anpassungsfähigkeit für Robotersysteme – was bedeutet, das in derselben Zeit mehr Produktionslinien automatisiert werden können.

Die Kraft-Momenten-Sensoren von Optoforce kommen mit einem vorinstallierten Softwarepaket. Es enthält diverse industrielle Standard-Applikationen, die sich an den Anforderungen des Marktes orientieren. Beispiele sind Fertig-Applikationen zum Anbringen von Steckverbindungen, Polieranwendungen oder zur Palettierung. Die Zeit, die Endnutzer und System-Integratoren auf die Programmierung eines Robotersystems verwenden müssen, wird durch das umfangreiche Softwarepaket erheblich reduziert. Die Anwendungen sind innerhalb von 15 Minuten betriebsbereit. Umfangreiche Programmierkenntnisse werden überflüssig und die Amortisationszeit weiter gesenkt.

Ákos Dömötör/as

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