Was tut sich in kollaborativer Robotik?
»Cobots gehört die Zukunft«
Cobots lassen sich immer leichter bedienen und handhaben und eröffnen damit KMU einen einfachen Zugang zur Automatisierung. Außerdem verbreitet sich KI auch in der kollaborativen Robotik. Über diese und andere Trends äußern sich im Folgenden vier Expertinnen und Experten aus drei Unternehmen.
Markt&Technik: Welche technischen Trends und Markttrends werden sich 2024 in der kollaborativen Robotik zeigen?
Marsha Marcus-Kennedy, Portfolio Manager Collaborative Robots bei Kuka: Cobots gehört die Zukunft. Sie sind ein wichtiger Wegbereiter für den Einstieg in die Automatisierung in Produktionsbetrieben, die mit Automatisierung noch nicht vertraut sind. Mit dem Trend zur einfachen Programmierung wird der Einsatz von Cobots auch für Einsteiger und KMU attraktiver.
Kuka entwickelt Cobots, die schnell integriert werden können und für Bediener einfach zu handhaben sind. Wir sehen in den kommenden Jahren einen Wechsel von typischen Industrierobotik-Anwendungen hin zur Cobotik und damit eine neue Welle von Cobots der mittleren Traglast.
Die Welt wird immer kritischer in Bezug auf die Nutzung von Energie. Es besteht ein dringender Bedarf, umweltfreundlicher zu werden und den CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Wir bei Kuka tragen diesem Umstand mit unserer neuen LBR-iisy-Baureihe Rechnung, die einen geringeren Footprint hat, weniger Produktionsfläche beansprucht und mit unserer Steuerung KR C5 micro weniger Energie verbraucht.
Peter Lange, Business Development Manager bei Omron: Kollaborative Robotik hat sich mittlerweile am Markt etabliert. Eine einfache Installation und Inbetriebnahme sowie die universellen Einsatzmöglichkeiten sind die wichtigsten Aspekte bei der Entscheidung, mit kollaborierenden Robotern zu automatisieren. Der Fachkräftemangel und die Notwendigkeit einer konstant hohen Produktqualität treiben die Nachfrage nach Automatisierung mit Robotik an. Komplette Pakete aus Hardware und Software für spezielle Anwendungen, wie Palettieren, Schweißen sowie Maschinenbe- und -entladung, erleichtern Unternehmen, die sich bis jetzt hauptsächlich auf die Umsetzung manueller Prozesse in der Produktion spezialisiert haben, den Einstieg in die kollaborative Robotik.
Die Robotik ist in den vergangenen Jahren insgesamt einfacher geworden, und die kollaborative Robotik hat den Zugang zu neuen Applikationen ermöglicht - mit dem Fokus, die Menschen zu entlasten. Dieser Trend sollte konsequent weiterverfolgt werden, um dafür zu sorgen, dass Automatisierung und Robotik künftig in allen Aspekten einfacher werden: einfacher zu integrieren, einfacher zu bedienen, einfacher zu warten. Zudem folgen Hersteller wie auch Omron der Nachfrage der Kunden nach Cobots mit größerer Reichweite und mehr Payload. Wir bieten dafür den Omron TM25S mit 25 kg Tragkraft an.
Andrea Alboni, General Manager Western Europe bei Universal Robots: Für die Implementierung von Automatisierungslösungen ist die Entwicklung verschiedener Komponenten wie Hardware, Software, Sensoren und Schnittstellen nötig, um nur einige Aspekte zu nennen. Am Ende entsteht dabei oft eine äußerst effiziente, aber auch hochkomplexe Lösung. Um es den Anwendern dennoch so einfach wie möglich zu machen, sind in letzter Zeit vermehrt Lösungen auf den Markt gekommen, die alle diese Komponenten in einer schlüsselfertigen Anwendung integrieren. Dieser Trend wird sich weiter fortsetzen.
Eine entscheidende Rolle spielt in diesem Kontext die Software, die eine möglichst intuitive Programmierung der Cobots vor Ort erlaubt. Bei Universal Robots haben wir etwa PolyScope X als Software speziell für die Automatisierung an allen gängigen Werkzeugmaschinen entwickelt. Die Software zeichnet sich durch ihre neue, anpassbare Benutzeroberfläche aus und ermöglicht Umrüstzeiten von weniger als 10 Minuten. Gerade für eine High-Mix/Low-Volume-Produktion ist das ideal, weil es die Flexibilität von Herstellern erhöht, um immer schneller wechselnde und immer vielfältigere Aufträge zu bewältigen.
Unternehmen jeder Größe werden Cobots künftig immer schneller und noch kostengünstiger als ohnehin schon in den laufenden Betrieb integrieren können. Vor dem Hintergrund der anhaltenden Herausforderungen des Arbeitskräftemangels, der steigenden Kosten und des demographischen Wandels wird der Druck zu automatisieren weiter steigen. Gerade im produzierenden Gewerbe birgt dies aber auch ein enormes Potential, besonders in puncto Flexibilität und Qualitätssicherung.
Welche Rolle spielt künstliche Intelligenz (KI) in der kollaborativen Robotik, und was kann sie dort leisten?
Volker Schmirgel, Head of Technology and Innovation Center bei Kuka: Die Anwendung von KI in der kollaborativen Robotik nimmt zu und erfährt immer mehr Aufmerksamkeit. Vor allem bei der Programmierung handgeführter Roboter unterstützt KI ein intuitiveres und schnelleres Teachen von Anwendungen und ermöglicht den Umgang mit noch nicht bekannten Varianzen in der Aufgabenstellung.
Um dieses Potenzial nutzen zu können, ist ein umfangreicher Datensatz für eine robuste KI notwendig. Durch die Nutzung von Daten aus bisherigen Anwendungen lassen sich neue Lösungen schneller in Betrieb nehmen und robuster aufstellen. Möglich ist dann nicht nur das schlichte Einlernen von Fixpunkten, sondern auch eine Unterstützung bei der Erstellung kompletter Aufgabenlösungen.
Indem wir Systeme zusätzlich mit der Fähigkeit ausstatten, auf unerwartete Situationen zu reagieren, erhöhen wir nicht nur die Flexibilität, sondern die Systeme werden auch zuverlässiger und wertvoller.
Peter Lange, Business Development Manager bei Omron: KI ermöglicht es uns, alle möglichen Daten, die in einer Automatisierung gewonnen werden, mit Daten zwischen verschiedenen Elementen der Automatisierung zu verknüpfen, auszuwerten und daraus Schlussfolgerungen zu ziehen. Das Ziel von KI muss es sein, die menschliche Intelligenz zu erweitern und die Menschen, die mit und in automatisierten Prozessen arbeiten, bestmöglich zu unterstützen sowie die Effizienz der Produktion zu steigern. Ein einfaches Beispiel ist der Einsatz von KI zur Erkennung anomaler Zustände in der Produktion. Dies geschieht über die Erfassung und Auswertung der verschiedensten Daten des Cobots, der eingesetzten Peripheriekomponenten und des Produkts.
Über eine frühe Erkennung von Problemen oder Verschleiß lassen sich Wartung und Reparatur planen und unvorhergesehene Ausfälle vermeiden. Gleichzeitig lässt sich durch den Betrieb mit fehlerfreien Automatisierungskomponenten eine hohe Qualität der gefertigten Produkte und Prozesse sicherstellen. KI ermöglicht zudem eine neue Art der Zusammenarbeit zwischen Mensch und Cobot, bei der der Roboter von den Maschinenbedienern lernt und umgekehrt. Die erhobenen Daten werden über Algorithmen ausgewertet, und die Bediener werden durch die KI über die nächsten Prozessschritte beraten. Über dieses Zusammenspiel lässt sich die betriebliche Effizienz erhöhen und die Nachhaltigkeit der Produktion in allen Aspekten steigern.
Andrea Alboni, General Manager Western Europe bei Universal Robots: Die rasante Entwicklung der KI schafft für Betriebe völlig neue Möglichkeiten. Ein großer Vorteil von KI-Anwendungen ist die dadurch gewonnene größere Flexibilität. Die meisten Automatisierungslösungen in der Fertigung sind bislang darauf programmiert, ein bestimmtes Objekt mit festgelegten Abmessungen zu handhaben. Zwar ist es bereits möglich, diese Lösungen so zu programmieren, dass sie weitere Varianten handhaben können. Allerdings gelingt das nur in Abhängigkeit davon, dass der Mensch den Roboter anweist, welche Objekte er handhaben und was er mit ihnen tun soll. Ändern sich also die Objekte, ist jedes Mal eine erneute Programmierung notwendig.
Durch den Einsatz von KI-Technik etwa in Kameras oder Sensoren, mit denen Cobots ausgestattet werden können, fällt dieser Schritt weg, was einen großen Zeitgewinn für die Unternehmen schafft. Der Einsatz von KI-Systemen in der Industrieautomatisierung resultiert nicht zuletzt deshalb in einer Leistungssteigerung, weil das kontinuierliche Sammeln und Auswerten von Daten zu einer permanenten Verbesserung der zugrunde liegenden Algorithmen führt. In Zukunft wird es vor allem darauf ankommen, nicht wahllos auf den Einsatz von KI zu setzen, sondern mit dem richtigen Mix aus Technologien die Produktion möglichst sinnvoll und kosteneffizient zu unterstützen. Neben dem bereits erwähnten Arbeitskräftemangel ist bei vielen Unternehmen ein genereller Trend zur Prozessdigitalisierung zu beobachten, gerade in der Produktion. Die dadurch erzielte höhere Effizienz und geringere Fehleranfälligkeit wird sich in Zeiten des globalen Wettbewerbs weiter fortsetzen. Wichtig ist, dass der Mensch trotz oder gerade wegen des rasanten technischen Fortschritts stärker ins Zentrum rückt und KI-Systeme Arbeitskräfte sinnvoll entlasten.
Die Fragen stellte Andreas Knoll.
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