Zunehmender Wettbewerb zwingt viele Hersteller dazu, sich noch stärker auf Kundenbedürfnisse einzustellen. Der Aufstieg der High-Mix-Low-Volume-Produktion – immer mehr Produktvielfalt in immer kleineren Chargen – bringt Cobots ins Spiel.

Die Großserienproduktion mit ihren sich wiederholenden Aufgaben setzt nach wie vor auf traditionelle Industrieroboter. Aber in einer High-Mix-Produktionsumgebung sollte umgedacht werden, denn die beim Produktwechseln benötigte Zeit für Programmierung und Rekonfiguration beeinflusst maßgeblich die Produktivität. Das kann bei einer High-Mix-Produktion, in der in einer Schicht mehrere Linienwechsel erforderlich sind, erheblich sein.

Viele Hersteller sind dabei abhängiger von manueller Arbeit. Aber das wiederum erhöht die Betriebskosten im Vergleich zur Großserienproduktion – und je größer der Mix, desto höher der Anteil an Handarbeit und desto höher die Produktionskosten für eine bestimmte Auflage.

Die High-Mix-Low-Volume-Produktion (HMLV) erfordert strengere Qualitätskontrollprozesse, weil die Gefahr von Produktionsfehlern mit sinkenden Losgrößen zunimmt. Gleichzeitig kann die Anzahl der Umstellungen zwischen verschiedenen Produkten oft zu einem Engpass werden.

Die neue Generation von kollaborativen Robotern (oder Cobots) reagiert jedoch auf den Trend der HMLV-Produktion und bietet die erforderliche Flexibilität und die Möglichkeit, Prozesse schnell und einfach neu zu konfigurieren.

Cobots wurden entwickelt, um menschliche Bediener in der Fertigung zu unterstützen, indem sie einfache, sich wiederholende und körperlich anstrengende Aufgaben übernehmen. Das macht die Fertigung konsistenter und zuverlässiger, während sich der Mensch auf komplexere Aufgaben konzentrieren kann. Ein Cobot ist außerdem flexibel und kann schnell lernen, sich an vielfältige Aufgaben anzupassen, von Pick-and-Place bis hin zur Maschinenbedienung.

Wesentlicher Vorteil von Cobots: Sie sind einfach programmierbar. Damit lassen sie sich schnell an neuen Positionen einsetzen, zügig einrichten und ohne Robotik-Fachwissen programmieren.

Eine neuere Entwicklung, die die einfache und schnelle Konfiguration verbessern kann, ist das handgeführte Teachen. Hier wird der Cobot-Arm einfach per Knopfdruck in die gewünschte Position bewegt und dem Arbeitsablauf hinzugefügt. So ist keine komplexe Programmierung mehr erforderlich. Sie kann auch mit grafischen Touchscreen-Oberflächen kombiniert werden, um anspruchsvollere Operationen zu implementieren.

Ein digitaler Zwilling eignet sich zum schnelleren Umrüsten und Neuinbetriebnahme. Dabei wird ein digitales Abbild des physischen Roboters erstellt, so dass sich seine Leistung virtuell bewerten lässt. Der digitale Zwilling simuliert auch die Interaktion des Roboters und stellt sicher, dass er die gewünschte Aufgabe vor dem Einsatz sicher und zuverlässig erfüllen kann.

Diese einfache Programmierung und Umstellung gehören zu den wichtigsten Voraussetzungen für die HMLV-Produktion und sind der Schlüssel zur Senkung der Betriebskosten. Gleichzeitig leistet die erhöhte Genauigkeit der neuesten Cobots einen wichtigen Beitrag, um die Qualität in einer High-Mix-Umgebung zu verbessern.

Der Melfa Assista Cobot von Mitsubishi Electric kombiniert Sicherheit mit einfacher Bedienung und Programmierung. (Bild: Mitsubishi Electric Europe)

Die Melfa Assista Cobots von Mitsubishi Electric bieten beispielsweise eine Wiederholgenauigkeit von ±0,03 Millimeter und sind damit selbst für die anspruchsvollsten und präzisesten Aufgaben geeignet.

Hersteller, die ihre Produktion auf HMLV umstellen, können sich mit ihren auf spezifische Kundenanforderungen zugeschnitten Produkte, selbst bei kleinsten Chargen, von der Konkurrenz abheben. Zudem können sie besser auf Veränderungen im Markt reagieren, was einen zusätzlichen Wettbewerbsvorteil darstellt.

Damit erweisen sich Cobots als wichtigen Enabler für die High-Mix-Automatisierung und bieten gleichzeitig eine hohe ROI.

* Oliver Giertz ist Product Manager Servo/Motion und Robotik EMEA bei Mitsubishi Electric

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