Cobot
"Meister" Cobot
Der Building Innovation Cluster veranstaltete mit der Tischlerei Weissengruber, Universal Robots und Schmachtl Anfang Dezember 2022 einen Erlebnisworkshop rund um das Thema Automatisierung mit Robotik in der Tischlerei. Die zahlreich anwesenden Tischler konnten sich bei diesem Termin von einigen Anwendungen der kollaborierenden Roboter, kurz Cobots, live überzeugen. An drei Stationen gab es die Gelegenheit, die kleinen Roboter praxisnah bei der Arbeit – konkret beim Handling, bei der Maschinenbestückung und beim Kleben – zu beobachten. Mit den Fachleuten wurden einige spezielle Anwendungsfälle ausführlich diskutiert. Fazit: Man kann praktisch jede manuelle Tätigkeit flexibel automatisieren, auch wenn es um kleine Stückzahlen und schnelle Umrüstzeiten geht. Die Cobots lassen sich jederzeit nach Bedarf programmieren und für neue Aufgaben einsetzen. Ändert sich der Arbeitsablauf, kann der Roboter aufgrund seiner geringen Größe und der leichten Bauweise schnell und einfach in einem neuen Arbeitsprozess eingesetzt werden. Und nicht zuletzt: Wenn es sein muss, legt der kleine Roboter eine Nachtschicht ein oder arbeitet auch rund um die Uhr.
Die Cobot-Familie
Universal Robots bietet derzeit fünf Modelle seiner "leicht gebauten“ Cobots an, die mit Traglasten von drei bis 20 Kilo eine Vielzahl an Applikationen abdecken, wie präzise Montage-, Schraub- und Klebearbeiten, Pick-and-Place-Aufgaben, Palettieren oder Maschinenbeladung. Alle Cobots sind laut Hersteller einfach "mit der Hand“ und per Touchpanel programmierbar, schnell eingerichtet und außerdem sicher in der Anwendung. Zur Anpassung an die individuellen Anforderungen sind viele Komponenten wie Greifer, Kameras, Sensoren und Software verfügbar.
Praxisnahe Demos
In der Tischlerei Weissengruber waren drei praxisnahe Anwendungen aufgebaut: An der ersten Station holte der Cobot von einem Stapel eine Platte, positionierte und fixierte sie, wartete bis die CNC-Maschine präzise Löcher gebohrt und anschließend die Dübel eingetrieben hatte und legte danach die fertige Platte auf der anderen Seite ab. An der zweiten Station wurde an einer bereits etwas älteren Schwenkspindelfräse das Handling der Platten zum Einfräsen einer Nut gezeigt. Und an der dritten Station konnte man beobachten, wie ein Cobot, versehen mit einer Dosiervorrichtung, den Kleber präzise in exakt immer der gleichen Menge in jedes der vorgebohrten Löcher der Korpusteile einbringt.
Zwei Cobots zur Entlastung
Bei Universal Robots hat man natürlich viele bestehende Anwendungen aus der Holzverarbeitung parat. Darunter auch ein Tiroler Tischlereibetrieb, der hochwertige Sitzmöbel für internationale Kunden fertigt. Um der hohen Nachfrage gerecht zu werden und auch kurzfristig eingehende, große Aufträge bewältigen zu können, benötigte die dort tätige 15-köpfige Belegschaft vor zwei Jahren dringende Unterstützung. Konkret für die monotone, zeitaufwendige, sich laufend wiederholende und ergonomisch ungünstige Tätigkeit wie etwa das händische Einlegen von Teilen in eine Maschine. Man entschied sich zur Teilautomatisierung solcher Fertigungsaufgaben mittels zweier Cobots. Das Ergebnis: Das Tischlerteam wird seither merklich entlastet, kann seine kreativen und fachlichen Fähigkeiten nun verstärkt anderweitig sinnvoll einbringen. Die beiden Roboter vom Modell UR10e bestücken jeweils eine CNC-Maschine mit zu fräsenden Holzteilen. Auch das zuvor einst händische, potenziell gefährliche Bedienen einer konventionellen Kreissäge wurde automatisiert. Jetzt schneidet "Tischlermeister“ Cobot die Holzteile in Sekundenschnelle passgenau zu. Bei allen Aufgaben gehen die Roboter mit einer entsprechenden Präzision und Sorgfalt vor, wie es der Werkstoff Holz erfordert.
Was kosten Cobots?
Welche Kosten spielen beim Einsatz eines Cobots eine Rolle? Die erste grundlegende Unterscheidung ist die zwischen den Anschaffungs- und den Betriebskosten. Die Anschaffungskosten fallen gleich in der Startphase des Automatisierungsprojekts an und umfassen im Wesentlichen den Roboter, die Peripherie wie etwa Greifer, Kameras, Software oder Sensoren sowie die Integration der Cobot-Anlage in die laufende Fertigung. Hier wird bereits deutlich, dass der alleinige Fokus auf den Anschaffungspreis des Roboters zu kurz gedacht ist. Eine grobe Faustregel von Universal Robots lautet: Durchschnittlich macht der Preis für den Roboter in etwa ein Drittel der gesamten Anschaffungskosten aus. Im spezifischen Einzelfall kann dies jedoch stark variieren, je nach Applikation und Wahl des Modells. Auch bei der Aufstellung der Betriebskosten gilt es wieder, je nach Anwendungsfall zu unterscheiden. Wer plant, seinen Cobot über Jahre hinweg in einem unveränderlichen Produktionsschritt einzusetzen, dem entstehen kaum nennenswerte Mehrkosten. Gegebenenfalls muss das Robotersystem von Zeit zu Zeit gewartet werden. Einen genaueren Blick auf die Betriebskosten gilt es zu werfen, wenn sich die Anforderungen an die Roboter-Applikation im Laufe der Zeit immer wieder ändern: falls sich etwa (wie beispielsweise in der Kleinserienfertigung) die Beschaffenheit des Werkstücks oder die Produktionsumgebung regelmäßig verändern oder der Cobot sogar für ganz unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden soll. Dann fällt auch regelmäßig ein gewisser Aufwand für die entsprechende Anpassung des Systems an.
Wann lohnt sich ein Cobot?
Ab wann sich die Investition für die Anwender*innen lohnt, lässt sich in einem direkten Vergleich mit der manuellen Ausführung der jeweiligen Fertigungsaufgabe beurteilen. Die Automatisierung mit Cobots kann unterschiedliche Vorteile bringen, wie beispielsweise eine deutliche Produktivitätssteigerung, geringere Fertigungskosten, eine bessere Teilequalität durch höhere Prozesssicherheit, mehr Vielfalt und natürlich eine deutliche Entlastung der Mitarbeiter*innen. Alle diese Parameter müssen in die Berechnung einfließen, um den Zeitraum abschätzen zu können. Bei Universal Robots geht man erfahrungsgemäß in den meisten Fällen von weniger als einem Jahr aus. (kk)
