Alles, was Sie über kollaborative Roboter wissen müssen

In der aktuellen Welle der industriellen Automatisierung, Kollaborative Roboter Cobots (kollaborative Roboter) entwickeln sich zu einer Schlüsseltechnologie für die Transformation und Modernisierung der Fertigung. Sie sind nicht mehr die großen, umzäunten Maschinen traditioneller Industrieroboter, sondern intelligente Partner, die sicher und in unmittelbarer Nähe zu menschlichen Bedienern in gemeinsam genutzten Arbeitsbereichen arbeiten. Für Unternehmen, die ihre Produktionsflexibilität erhöhen und die Personaleinsatzplanung optimieren möchten, ist das Verständnis und der Einsatz kollaborativer Roboter unerlässlich.

Was sind kollaborative Roboter?

Kollaborative Roboter sind Hochleistungsroboterarme mit integrierten intelligenten Funktionen, die direkt mit Menschen interagieren und effektiv zusammenarbeiten können.

Kollaborative Roboter vs. traditionelle Industrieroboter

Die vier zentralen Sicherheitskollaborationsmodi von Cobots

Cobots Sie erreichen eine sichere Zusammenarbeit, weil sie internationale Sicherheitsstandards wie ISO 10218-1 und ISO/TS 15066 einhalten und dabei die folgenden vier zentralen Kollaborationsmodi nutzen:

1. Sicherheitsüberwachter Stopp:
   • Der Roboter stoppt sofort seine Bewegung, sobald ein menschlicher Arbeiter seinen Arbeitsbereich betritt.
   • Sobald der Arbeiter den Arbeitsbereich verlässt, setzt der Roboter seine Arbeit automatisch fort, ohne dass ein Neustart erforderlich ist.
2. Handführung:
   • Der Bediener greift direkt den Endeffektor des Roboters oder ein daran befestigtes Gerät, um dem Roboter manuell einen Pfad und eine Bewegungsabfolge beizubringen.
   • Wird häufig in Anwendungen wie Malen, Schleifen oder dem Erlernen komplexer Bewegungsabläufe eingesetzt.
3. Geschwindigkeits- und Trennungsüberwachung:
   • Echtzeitüberwachung des Abstands zwischen Arbeiter und Roboter mithilfe von Bildverarbeitungssystemen oder Sensoren.
   • Mit abnehmendem Abstand bremst der Roboter automatisch ab; wird der Abstand gefährlich gering, erfolgt ein Sicherheitsstopp.
4. Leistungs- und Kraftbegrenzung:
   • Dies ist der gebräuchlichste kollaborative Modus. Der Roboter nutzt eingebaute Drehmomentsensoren, um seine maximale Ausgangskraft zu begrenzen.
   • Sollte der Roboter versehentlich mit einem Arbeiter in Kontakt kommen, stoppt er sofort oder kehrt seine Bewegung um, um sicherzustellen, dass kein Schaden entsteht.

Wichtigste Anwendungsbereiche für kollaborative Roboter

Aufgrund ihrer Flexibilität, Benutzerfreundlichkeit und Kompaktheit eignen sich Cobots für eine Vielzahl arbeitsintensiver oder sich stark wiederholender Aufgaben:

• Montage und Kommissionierung: Ideal für die Montage filigraner, sich wiederholender Bauteile und den Transport von Teilen von Trägern zur Produktionslinie.
  • Anwendungsvorteil: Verbessert die Montagekonsistenz und verringert die Ermüdung der Arbeiter.
• Maschinenbedienung: Verantwortlich für das Einlegen von Rohmaterialien in CNC-Maschinen oder Spritzgießmaschinen und das Entnehmen der fertigen Produkte nach der Bearbeitung.
  • Anwendungsvorteil: Erhöht die Maschinenauslastung und ermöglicht eine Automatisierung rund um die Uhr.
• Qualitätsprüfung und Verpackung: Ausgestattet mit Bildverarbeitungssystemen zur Erkennung von Produktfehlern und zur Automatisierung der Endverpackung und Palettierung.
  • Anwendungsvorteil: Gewährleistet Produktqualität und optimiert die Logistikeffizienz.
• Polieren und Schleifen: Übernimmt Feinarbeiten, die eine gleichmäßige Kraft und Bewegungsrichtung erfordern, und schützt die Arbeiter vor Staub- und Vibrationsgefahren.
  • Anwendungsvorteil: Verbessert das Arbeitsumfeld und steigert die Qualität der Oberflächenbehandlung.

Die wichtigsten Vorteile des Einsatzes von Cobots

1. Flexibilität und agile Produktion

Cobots sind klein und lassen sich leicht umsetzen, wodurch sie sich schnell an Veränderungen in der Produktionslinie anpassen können. Dies ermöglicht Herstellern eine flexible Fertigung kleiner Stückzahlen mit hoher Produktvielfalt.

2. Mensch-Roboter-Kollaboration, wodurch Arbeitskräfte freigesetzt werden

Cobots übernehmen eintönige, sich wiederholende oder gefährliche Arbeiten, sodass sich die menschlichen Mitarbeiter auf wertvolle Aufgaben konzentrieren können, die Folgendes erfordern: kognitives Urteilsvermögen, Kreativität und Feinmotorik.

3. Schneller Return on Investment (ROI)

Aufgrund ihrer geringeren Anschaffungskosten und der vereinfachten Integrationsanforderungen amortisieren sich Cobots in der Regel innerhalb von sechs Monaten bis anderthalb Jahren und sind damit deutlich schneller als herkömmliche Industrieroboter.

4. Senkung der Automatisierungsbarriere

Cobots nutzen üblicherweise grafische Benutzeroberflächen (GUIs) für die Drag-and-Drop-Programmierung. Selbst Ingenieure ohne Spezialkenntnisse können diese schnell erlernen und einsetzen, wodurch die technische Hürde für die Automatisierung deutlich gesenkt wird.

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