Mensch und Roboter – ein starkes Team

Das produzierende Gewerbe steht vor einer Reihe unterschiedlichster Herausforderungen. Längst handelt es sich in vielen Branchen, wie beispielsweise der Lebensmittelindustrie, um ein internationales Geschäft, das sich mit global ausgerichteten Strukturen und dem internationalen Wettbewerb arrangieren muss. Aufgrund der volatilen Märkte und der schwankenden Nachfrage müssen industrielle Fertigungsmethoden kontinuierlich an daraus resultierende Veränderungen angepasst werden. Um Wettbewerbsvorteile zu sichern, benötigt es daher langfristig eine Optimierung betrieblicher Prozesse bei gleich bleibender Qualität. Dabei spielen auch Kosteneinsparungen eine nicht minder wichtige Rolle.

Im Zusammenhang mit der Globalisierung und dem zunehmenden demografischen Wandel stehen viele Unternehmen außerdem häufig auch vor der Aufgabe, ihren Bedarf an Fachkräften zu sichern und erfahrene, top qualifizierte Mitarbeiter an ihren Betrieb zu binden, um so dem steigenden Fachkräftemangel vorzubeugen. Gerade in der industriellen Fertigung, bei der repetitive Arbeitsschritte immer wieder notwendig, ihre Ausführung für Mitarbeiter zum Teil jedoch körperlich anspruchsvoll sind, gilt es, dem Fachpersonal Möglichkeiten für einen ergonomisch günstigen Arbeitsplatz zu schaffen.

Um diesen Herausforderungen entgegenzuwirken, haben in den letzten Jahren verstärkt Automatisierungstechnologien Einzug in die Produktionsstätten vieler Betriebe gehalten. Der Trend geht dabei deutlich zu flexiblen und wendigen Leichtbaurobotern, wie dem UR5 und dem UR10 von Universal Robots, die den heutigen Anforderungen gerecht werden – auch wegen ihrer kompakten Größe. Die sechsachsigen Knickarmroboter werden unter anderem bei der Bestückung von Maschinen, verschiedensten Pick-and-Place-Anwendungen oder bei Teilprozessschritten im Verpackungswesen eingesetzt und finden in zahlreichen Branchen Gebrauch. Einer dieser Bereiche ist der Lebensmittelsektor. Dort werden die Roboterarme zum Beispiel zum Heben und Positionieren einzelner Produkte verwendet, beispielsweise bei der Reinigung von Euronormkisten ebenso wie zur Vorbereitung transportfähiger Lebensmittel für den Vertrieb.

Auch in der Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern – der sogenannten Mensch-Roboter-Kollaboration – erweisen sich die Leichtbauroboter als wahre Produktionsassistenten. Die Tatsache, dass sie nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyse und der damit erhaltenen Bestätigung, dass von der Roboteranwendung keine Gefahr für den Menschen ausgeht, meist ohne oder nur mit minimalen Schutzvorrichtungen und in unmittelbarer Nähe zum Menschen eingesetzt werden dürfen, trägt sichtbar zur Produktivitätssteigerung der Betriebe bei. Automatisierte Prozesse sorgen dafür, dass Mitarbeiter von ergonomisch ungünstigen Aufgaben entbunden werden und ermöglichen es ihnen gleichermaßen, ihr Potenzial in anderen Arbeitsschritten vollends auszuschöpfen.

Der schwedische Zuckerproduzent Nordic Sugar beispielsweise automatisiert mit drei UR5 von Universal Robots die Stichprobenanalyse von Zuckerrüben. Während der Hauptproduktionszeit von Mitte September bis Mitte Januar, ist die Fabrik 24 Stunden am Tag und sieben Tage die Woche in Betrieb.

Jeden Tag kommen 600 Lieferungen mit Zuckerrüben in der Fabrik von Nordic Sugar an. In diesen vier Monaten werden rund 45 000 Stichproben überprüft: Ausgerüstet mit einem Greifer und einem Barcodescanner, heben die Leichtbauroboter im Rahmen der Qualitätsanalyse Behälter mit Stichproben von einer Waage und scannen die Barcodes des Probematerials. Ein wichtiger, zugleich aber repetitiver und monotoner Arbeitsschritt.

Für den Produktmanager und Leiter der Produktanalyse, Bo Bergdahl, ist wichtig, dass die Roboter im laufenden Betrieb von Mitarbeitern bedient werden können. Was mit anderen Robotern vorher sehr umständlich war, erfüllen die Leichtbauroboter von Universal Robots problemlos. Dank der intuitiven und benutzerfreundlichen Bedienung und der unkomplizierten Programmierung, ist das Unternehmen nicht mehr auf kostenintensive Besuche von Experten angewiesen. Sollen die Roboter neu positioniert oder für andere Aufgaben eingesetzt werden, kann dies auf einfache Weise vom eigenen Personal durchgeführt werden.

Beim Greifen von bereits verpackten Lebensmitteln und ihrer Vorbereitung für den Transport kommt es auf Feingefühl und Präzision an – Kriterien, die heute von Leichtbaurobotern mühelos erfüllt werden können. Für die Weiterverarbeitung von Eiern im italienischen Unternehmen Cascina Italia werden Tag für Tag 2,5 Mio. Eier geschält und verpackt. Für ihren Vertrieb in großem Umfang ist die korrekte Transportverpackung ein wichtiges Qualitätskriterium.

Der hier eingesetzte UR5 unterstützt die Mitarbeiter mit minimalem Aufwand und höchster Flexibilität bei High-Quality-Prozessen im Verpackungswesen. Dabei bereitet er Kisten mit jeweils 1440 Eiern für die Auslieferung vor. Eierkartons mit je zehn Eiern werden in einem vollautomatisierten Prozess vorsichtig und präzise in neun Schichten in die Kisten gestapelt.

Eineinhalb Monate nach der Erstbesichtigung auf einer Live-Demo, erreichte der Leichtbauroboter UR5 nach einer raschen Integration in den laufenden Betrieb bereits eine Kapazität von 15 000 Eiern pro Stunde im Verpackungsverfahren. Die Herausforderung bei Cascina Italia bestand darin, die einzelnen Schritte einerseits schnell, andererseits aber auch äußerst feinfühlig auszuführen – eine absolute Notwendigkeit bei dem Verpackungsprozess von Eiern und dank des pneumatisch gesteuerten Greifers kein Problem.

Mittlerweile bietet die roboterbasierte Automatisierung nicht nur großen Unternehmen zukunftsträchtiges Potenzial. Auch für KMU sind Roboterlösungen längst zur interessanten Alternative geworden. Wie in den oben genannten Beispielen aus der Lebensmittelindustrie zu sehen ist, eröffnen die kleinen, flexiblen Leichtbauroboter eine Bandbreite an Möglichkeiten, um Prozesse zu automatisieren, bei denen dies bisher nicht möglich war. So sind sie in vielen Betrieben inzwischen fester Bestandteil im industriellen Alltag.

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