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Management

Herzstück der Industrie 4.0

Industrieroboter werden zunehmend zum Bindeglied zwischen Mensch und virtueller Welt der Industrie 4.0. Einsatzgebiete und Absatzzahlen steigen rasant.

Bild oben: Im Jahr 2019 werden weltweit 2,6 Millionen Industrieroboter arbeiten (Foto: © industrieblick – stock.adobe.com.adobe.com)
Deutsch­land ist In­dus­trie­land. Deutsch­land ist In­ge­nieurs­land. Kein Wun­der al­so, dass hi­er im weltweit­en Ver­gleich be­son­ders viele In­dus­trier­obot­er im Ein­satz sind: Auf 10.000 In­dus­triebeschäftigte ka­men im Jahr 2015 im­mer­hin 301 Ex­em­plare – damit sind wir in Eu­ro­pa mit großem Ab­s­tand Spitzen­reit­er und weltweit die Num­mer vi­er. 65 Prozent der Län­der mit einem über­durch­sch­nittlichen An­teil an In­dus­trier­obotern pro 10.000 Ar­beit­neh­mer stam­men aus der EU. „Die Au­to­ma­tion ist zen­traler Wett­be­werbs­fak­tor für die klas­sisch pro­duzieren­den Konz­erne, zuneh­mend aber auch für kleine und mittlere Fir­men rund um den Globus“, sagte Joe Gem­ma, Präsi­dent des Welt-Roboter­ver­bands IFR, Ende let­ztes Jahres an­läss­lich der Veröf­fentlichung des „Welt-Robot­er-Re­ports 2016“. Heißt: Auch bei KMU wird das The­ma Robotik im­mer wichtiger, um mitzuhal­ten. Der Kri­tik, Robot­er seien Jobkiller, kann ent­ge­genge­hal­ten wer­den: In solchen Sek­toren wie et­wa der Au­to­mo­bil­branche, die be­son­ders viele Robot­er „beschäftigt“, nahm Stu­di­en zu­folge auch die Zahl der Beschäftigten zu. Der Grund: Sink­ende Pro­duk­tion­skosten führen zu gün­stigeren Markt­preisen – durch die stei­gende Nach­frage kön­n­ten auch mehr Stellen geschaf­fen wer­den. RE­VI­ER MA­N­AG­ER hat sich für Sie auf die Reise begeben und wollte wis­sen: Was hat sich in den let­zten Jahrzeh­n­ten hin­sichtlich tech­nisch­er En­twick­lun­gen ge­tan? Was kön­nen In­dus­trier­obot­er mittler­weile alles? Und wie passen sie sich in das Phäno­men In­dus­trie 4.0 ein?

Vom au­to­ma­tischen Web­s­tuhl zum autono­men Robot­er

Im Jahr 2019 werden weltweit 2,6 Millionen Industrieroboter  arbeiten (Foto: © industrieblick – stock.adobe.com.adobe.com)
Im Jahr 2019 wer­den weltweit 2,6 Mil­lio­nen In­dus­trier­obot­er ar­beit­en (Fo­to: © in­dus­trie­blick – stock.adobe.com.adobe.com)

Mit Ideen zu einem au­to­ma­tischen Helfer­lein des Men­schen hat man sich schon in der An­tike rumgesch­la­gen, auch Leo­nar­do da Vin­ci hat viele Sk­izzen dazu ange­fertigt. Die er­sten pro­gram­mier­baren Maschi­nen ge­baut hat sch­ließlich der Fran­zose Jac­ques de Vau­can­son um das Jahr 1740. Zu sei­nen Werken zählen ein vol­lau­to­ma­tisch­er Web­s­tuhl, der mit einem Loch­streifen ar­beit­ete, und eine au­to­ma­tische Ente, die flat­tern, sch­nat­tern und mithilfe eines kün­stlichen Darms so­gar ver­dauen kon­nte. Die er­sten autono­men Robot­er, die ihren Weg zur Lades­ta­tion ei­gen­ständig zurück­fan­den, ent­s­tan­den erst Mitte des 20. Jahrhun­derts: Die dreirä­dri­gen Robot­er „Elmer“ und „Elsie“ des Amerikan­ers Wil­helm Grey Wal­ter waren allerd­ings noch sehr langsam und beka­men da­her auch die Bezeich­nung „Schild­kröten“ ver­passt. In der In­dus­trie Einzug fan­den die maschinellen Helfer als Er­stes in der Kfz-Fer­ti­gung bei Gen­er­al Mo­tors: „Un­i­mate“ war ein rund 1,5 Ton­nen sch­w­er­er Ge­lenkarm, der sch­were Gussteile aus ein­er Form­presse ent­nahm. Erst in den 1970er-Jahren, aber dafür um­so ein­fluss­reich­er en­twick­elte sich die Robotik in Deutsch­land. Der Augs­burg­er Maschi­nen­bauer Ku­ka et­wa baute den er­sten In­dus­trier­obot­er mit sechs elek­tromech­anisch angetriebe­nen Ach­sen – den „Fa­mu­lus“. In den näch­sten Jahrzeh­n­ten wur­den all diese Er­run­gen­schaften in der Au­to­ma­tion kont­inuier­lich aus­ge­baut: Dank sen­sorisch­er Fähigkeit­en et­wa kon­n­ten die kün­stlichen Helfer un­ter­schiedliche Schrauben erken­nen oder bes­timmte Ex­em­plare aus einem Sor­ti­ment auswählen. Selb­st­ständig laufen und auf Be­feh­le reagieren kon­nte „Shakey“ bere­its 1966 dank Kam­era und ver­schie­den­er Sen­soren.

Uni­ver­sal einsetzbar – zum Pressen, Pack­en, Palet­tieren

Die Automobilindustrie ist die Branche mit den meisten Industrierobotern (Foto: Staubli / IFR)
Die Au­to­mo­bilin­dus­trie ist die Branche mit den meis­ten In­dus­trier­obotern (Fo­to: Staubli / IFR)


Heutige In­dus­trier­obot­er se­hen nicht nur sehr un­ter­schiedlich aus, sie kön­nen auch sehr un­ter­schiedliche Dinge tun. Klas­si­fiziert wer­den kön­nen sie z.B. durch ihre mech­anischen Struk­turen. Karte­sische Robot­er et­wa haben drei Ge­lenke, deren Ach­sen mit einem karte­sischen Ko­or­d­i­naten­sys­tem zusam­men­fall­en. Sie kön­nen mi­tun­ter wun­der­bar Ma­te­rialien ver­siegeln, an­pressen oder auch mit Las­er sch­weißen. So­ge­nan­nte SCARA-Robot­er (Se­lec­tive Com­pliance As­sem­b­ly Robot Arm), die zwei par­al­lele Dre­hge­lenke be­sitzen, eig­nen sich be­son­ders gut für Mon­tage- und Fügeauf­gaben, wo es um sch­nelle und wieder­hol­ge­naue Be­we­gun­gen ge­ht. Ge­lenkrobot­er zeich­nen sich durch ei­nen Arm mit min­destens drei Dre­hge­lenken aus – ide­al, um Palet­ten zu bestück­en, Au­tos zu lackieren oder et­was zu ver­pack­en. Diese Aufzäh­lung an Typen und Funk­tio­nen ließe sich noch fort­setzen und natür­lich wer­den auch Kom­bi­na­tio­nen aus die­sen un­ter­schiedlichen Roboter­typen konzipiert. Ge­mein­sam haben alle Robot­er laut ISO-Def­i­ni­tion je­den­falls Fol­gen­des: Sie sind au­to­ma­tisch, um­pro­gram­mier­bar und be­we­gen sich in min­destens drei Ach­sen.

Wo­hin ge­ht die Robot­er-Reise?

Dieser Industrieroboter trennt, trocknet und bewegt Stapel 
von frisch gedrucktem Papier Foto: CoolGraphics/Yaskawa/IFR (Foto: CoolGraphics/Yaskawa/IFR)
Dies­er In­dus­trier­obot­er tren­nt, trock­net und be­wegt Stapel von frisch ge­druck­tem Pa­pi­er Fo­to: Cool­Graph­ics/Yaskawa/IFR (Fo­to: Cool­Graph­ics/Yaskawa/IFR)

Der In­dus­trier­obot­er-Markt wächst unaufhalt­sam. Allein 2016 wur­den 290.000 neue Ein­heit­en in­s­tal­liert – das sind 14 Prozent mehr als im Vor­jahr. Für 2017 bis 2019 rech­net der Welt-Roboter­ver­band mit einem weit­eren globalen Zuwachs von durch­sch­nittlich min­destens 13 Prozent im Jahr. In Stück­zahlen: 2019 wer­den rund 2,6 Mil­lio­nen In­dus­trier­obot­er rund um den Globus ihre Auf­gaben ver­richt­en – heute sind es noch et­wa 1,5 Mil­lio­nen. Die Robot­er-Her­steller haben deswe­gen ihre Pro­duk­tion­ska­paz­itäten er­weit­ert, eu­ropäische Her­steller suchen vor allem neue Stan­dorte in den großen Ab­satzmärk­ten Chi­na und USA. Zuneh­mend konzen­tri­eren sich die Play­er dabei auf das The­ma Men­sch-Mas­chine-Kol­lab­o­ra­tion mit vere­in­facht­en An­wen­dun­gen und Leicht­bau-Robotern. Let­ztere zeich­nen sich durch eine ho­he Sen­si­bil­ität aus und kön­nen auch ohne Schutz­zäune Hand in Hand mit dem Men­schen ar­beit­en. Denn die An­sprüche der Kun­den an In­dus­trier­obot­er wach­sen: Sie wollen zuneh­mend mo­bile, mo­d­u­lare und natür­lich en­ergie­ef­fiziente Sys­teme, mit de­nen sich die ei­gene Be­trieb­swelt und die virtuelle Welt verbin­den lassen. Der In­dus­trier­obot­er von mor­gen ist das Herzstück der In­dus­trie 4.0.
Tho­mas Cor­rinth | re­dak­tion@re­vi­er-ma­n­ag­er.de

Ausgabe 04/2017



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