Dass Roboter mit Menschen zusammenarbeiten und ihnen die Arbeit erleichtern, ist keine Science-Fiction – auch bei Kraus Hardware wird in Kürze ein „Cobot“ einige besonders monotone (und somit auch belastende) Tätigkeiten erledigen. Die Einführung und Wahl des richtigen Geräts haben die Elektronikexperten sehr gewissenhaft mit vielen Tests vorbereitet. Bei jeder neuen Positionierung des Greifers ging es dabei um Millimeter.

Bei jeder Bewegung geht es um Millimeter

„Wir ent­las­ten so unsere Mit­ar­bei­ter. Des­halb ist der Ein­satz von Robo­tern der rich­tige Weg.“  

Mehr als 420.000 Robo­ter wur­den laut World Robo­tics Report zuletzt im Jahr 2018 welt­weit instal­liert. Deutsch­land ist dabei der fünf­größte Markt mit 27.000 neuen Robot-Ein­hei­ten, was einem Wachs­tum von immer­hin 26 Pro­zent inner­halb von 12 Mona­ten ent­spricht. Nach Ein­schät­zung vie­ler Exper­ten geht diese Ent­wick­lung so wei­ter. Woher kommt der Erfolg – immer­hin kom­men die Geräte schon lange nicht mehr nur bei gro­ßen Indus­trie­un­ter­neh­men zum Ein­satz? Ein Blick auf die Situa­tion bei Kraus Hard­ware gibt hier­auf eine erste gute Ant­wort: Der Ein­satz des Robo­ters kann bei­spiels­weise Mit­ar­bei­ter ent­las­ten, denn auch mono­tone und belas­tende Tätig­kei­ten gehö­ren zu den Her­stel­lungs­pro­zes­sen von elek­tro­ni­schen Bau­grup­pen. Und genau diese über­nimmt dann der Roboter.

Zen­trale Anfor­de­run­gen an dem Robo­ter vorab defi­nie­ren
Dazu kom­men wei­tere Vor­teile: Robo­ter arbei­ten sehr prä­zise und wie­der­ho­lungs­ge­nau (trotz mono­to­ner Bewe­gun­gen), benö­ti­gen nur wenig Platz und las­sen sich fle­xi­bel ein­set­zen. „Aller­dings müs­sen sie auch über­wacht und pro­gram­miert wer­den. Robo­ter sind nicht in der Lage, eigen­stän­dig zu den­ken und Ent­schei­dun­gen zu tref­fen. Das Ganze macht also trotz­dem Arbeit und erfor­dert Know-how“, erklärt Phil­ipp van der Gouwe, der als Stu­dent der Mecha­tro­nic die Vor­ver­su­che des Cobots (kol­la­bo­ra­tive Robo­ter­sys­teme) bei Kraus Hard­ware beglei­tet und per Stu­di­en­ar­beit doku­men­tiert hat. Sein Ein­satz macht deut­lich, wie sys­te­ma­tisch die Elek­tronik­spe­zia­lis­ten bei der Ent­schei­dung für einen neuen Robo­ter vor­ge­gan­gen sind. Zen­trale Kri­te­rien waren die Wirt­schaft­lich­keit, Fle­xi­bi­li­tät und Erwei­ter­bar­keit des Sys­tems. Letz­ter Punkt ist beson­ders inter­es­sant, denn der Cobot muss im Laufe sei­nes „Berufs­le­bens“ jeder­zeit in der Lage sein, neue Auf­ga­ben zu über­neh­men – also erwei­ter­bar sein. Des­halb sollte das neue Modell bei­spiels­weise einen grö­ße­ren Akti­ons­ra­dius haben oder schwe­rere Bau­teile auf­he­ben, als dies zu Beginn eigent­lich nötig wäre.

Wie lässt sich etwas anhe­ben?
Wie ist man bei Kraus Hard­ware nun genau vor­ge­gan­gen? „Wir haben zunächst eine Markt­ana­lyse gemacht, die aus­ge­wähl­ten Robo­ter in ihrer Leis­tungs­fä­hig­keit mit­ein­an­der ver­gli­chen und uns nach Gesprä­chen mit ver­schie­de­nen Her­stel­lern für drei Modelle ent­schie­den“, so van der Gouwe. In der Folge kam es unter ande­rem zu Ver­su­chen mit rea­li­täts­na­hen Auf­ga­ben wie dem Sta­peln von Bau­teil­rol­len aus dem MLT (Manu­fac­tu­ring Logistics Ter­mi­nal) und dem Eti­ket­tie­ren von vie­len klei­nen Bau­tei­len in Trays. „Am Anfang steht die ein­fa­che Frage, wie der Grei­fer ein Bau­teil über­haupt anhe­ben kann“, sagt van der Gouwe. Bei einer klei­nen Bau­teil­rolle stellte sich das Ganze nach eini­gen Ver­su­chen dann zum Bei­spiel so dar:

  • Der Grei­fer wird zusam­men­ge­fah­ren und fährt anschlie­ßend in die Boh­rung in der Mitte der Rolle ein, bis er auf einen Anschlag trifft.
  • Jetzt geht der Grei­fer aus­ein­an­der. Dadurch wird die Rolle an ihrem Kra­gen oder durch die Haft-Rei­bung eines Gum­mi­bands fest­ge­hal­ten. Der Robo­ter kann mit dem Bau­teil verfahren.

Mil­li­me­ter-genaue Posi­tio­nie­run­gen im Fokus
Ähn­lich anspruchs­voll war die Ent­wick­lung nach­fol­gen­der Hand­lings-Schritte, also etwa das Abset­zen des Bau­teils auf einen Sta­pel oder das Ein­le­gen der Rol­len in den Ein­gang des MLT. Es geht immer wie­der um Mil­li­me­ter und prä­zise Posi­tio­nie­run­gen: Der Grei­fer muss sich zu einer defi­nier­ten Posi­tion hin­be­we­gen und eine ebenso genau defi­nierte Bewe­gung aus­füh­ren. Dabei ist die Kom­mu­ni­ka­tion zwi­schen Cobot und exter­nen Gerä­ten mit­un­ter „tückisch“, wie Phil­ipp van der Gouwe in sei­nem Stu­di­en­ar­beit schreibt. Dar­über hin­aus set­zen die Her­stel­ler auf unter­schied­li­che Pro­gram­mie­run­gen – die einen auf eine eher tex­tu­elle Spra­che, die ande­ren auf gra­fi­sche Fluss­dia­gramme. Letz­te­res kann schnell unüber­sicht­lich wer­den, was natür­lich ebenso in die Ent­schei­dung von Kraus Hard­ware mit einfloss. 

Qua­li­tät und Wie­der­hol­ge­nau­ig­keit sind sicher­ge­stellt
Letzt­end­lich haben die Exper­ten alle Auf­ga­ben­stel­lun­gen bewäl­tigt – und einen der getes­te­ten Robo­ter dem­nächst instal­liert. Er wird zukünf­tig bei Kraus Hard­ware eine ganze Reihe von Auf­ga­ben über­neh­men. Dazu gehö­ren zum Bei­spiel die Beschi­ckung des MLT sowie das Eti­ket­tie­ren und die Hand­ha­bung von Lei­ter­plat­ten. „Wir sind sehr über­zeugt von die­sem Ansatz“, fasst Gesell­schaf­ter Andreas Kraus seine Ein­drü­cke zusam­men. „Auf der einen Seite konn­ten wir mit vie­len Tests sicher­stel­len, dass wir im kol­la­bo­ra­tive Arbei­ten mit dem Robo­ter unsere hohen Anfor­de­run­gen an Qua­li­tät und Wie­der­hol­ge­nau­ig­keit errei­chen. Ande­rer­seits ent­las­ten wir so unsere Mit­ar­bei­ter von mono­to­nen und wenig krea­ti­ven Arbei­ten. Das ist mir ebenso wich­tig. Vor die­sem Hin­ter­grund ist der Ein­satz von Robo­tern der rich­tige Weg.“

Zen­trale Kri­te­rien für den Ein­satz waren die Wirt­schaft­lich­keit, Fle­xi­bi­li­tät und Erwei­ter­bar­keit des Systems.

Eti­ket­tie­ren von klei­nen Bauteilen.

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