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Artikel und Hintergründe zum Thema

Mensch-Roboter-Kooperation

Darius Wilke | Günter Herkommer,

Mit Cobots dem Fachkräftemangel begegnen

Dem Fachkräftemangel begegnen und gleichzeitig die bestehenden Arbeitsplätze aufwerten – diese Beweggründe sprechen für den Einsatz kollaborativer Roboter in unterschiedlichen Industriezweigen. – Zwei Praxisbeispiele.

© Rethink Robotics

Gegründet 1984 als B&D Plastics, betreibt das US-amerikanische Unternehmen Cox Container derzeit mehrere Blasformmaschinen. Diese sind in der 73.000 m2 großen Produktionsstätte 24 Stunden täglich in Betrieb. Um den individuellen Kundenwünschen Rechnung tragen zu können, ist es für den Blasformhersteller essenziell, extrem flexibel zu arbeiten – sowohl in Bezug auf Mitarbeiter als auch im Zusammenhang mit dem Maschineneinsatz. Mit anderen Worten: Es gilt, einen permanenten Wechsel zwischen High-Volume/Low-Mix- und Low-Volume/ High-Mix-Modellen zu beherrschen. 

Sawyer erkennt mit Hilfe des eingebauten Kamerasystems, welches Teil er als erstes bearbeiten muss, und legt dieses entsprechend in die Schleifmaschine.

© Rethink Robotics

Wie viele andere produzierende Unternehmen auch, hat Cox Container große Schwierigkeiten damit, qualifizierte Fachkräfte einzustellen und langfristig zu halten. Insbesondere in einer Arbeitszelle, in der zwei Mitarbeiter Flaschen verpacken mussten, kam es oft zu Engpässen: Das Arbeitstempo war zu hoch für einen Mitarbeiter, aber dennoch zu niedrig, um einen zweiten Mitarbeiter in derselben Zelle zu rechtfertigen.
Die ideale Lösung des Problems bestand für Cox Container im Einsatz eines kollaborativen Roboters in der Zelle: Der Cobot – konkret der Sawyer von Rethink Robotics – unterstützt den einzelnen Mitarbeiter seither bei der Verpackung der Flaschen. Werksleiter Gary Fox: „Mit Sawyer haben wir den Personalbedarf in dieser spezifischen Arbeitszelle um 50 % reduziert und konnten dadurch drei Mitarbeiter in anderen Bereichen des Unternehmens einsetzen. Dies ermöglicht ihnen nicht nur eine wertvollere und sinnvollere Arbeit. Die Mitarbeiter bleiben uns dadurch auch länger erhalten.“

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Rethink Robotics hat für die Applikation bei Cox Container die ClickSmart-Greifer an die Anwendung angepasst, sodass Sawyer dank verlängertem Greifer mehrere Flaschen gleichzeitig in den Behälter legen kann.

© Rethink Robotics

Im Detail nimmt Sawyer in der Produktionsanlage Flaschen von einem Förderband auf und legt sie in einen eigens entworfenen Behälter. Der kollaborierende Roboter ist so trainiert, dass er – sobald der Behälter halb voll ist – zu einem anderen Kommissionsbereich wechselt. Dort wählt er einen Kartonteiler aus, legt ihn in den Behälter und füllt diesen anschließend mit einer zweiten Lage Flaschen auf. Nach der Fertigstellung reicht der Bediener Sawyer einen neuen Behälter zum Verpacken und nimmt schließlich die Endverpackung des Flaschengebindes vor.

 „Sawyer war bei uns innerhalb eines Tages einsatzbereit und wir erwarten einen ROI innerhalb der nächsten sechs bis acht Monate“, so Gary Fox. Im nächsten Jahr will Cox Container weitere kollaborative Roboter in drei anderen Produktionslinien einsetzen.

CNC-Fertigung gewinnt an Schnelligkeit

Cobots wie Sawyer sind für die CNC-Maschinenbestückung sehr gut geeignet: Die Tätigkeit ist monoton und repetitiv. Dadurch steigt die Fehlerwahrscheinlichkeit beim Be- und Entladen der zu bearbeitenden Werkstücke.

© Rethink Robotics

Szenenwechsel: Fitzpatrick Manufacturing, ein ebenfalls in den USA beheimateter CNC-Auftragsfertiger, setzt den kollaborierenden Roboter Sawyer in seinem Werk in Sterling Heights im US-Bundesstaat Michigan ein. Das Unternehmen wurde 1952 gegründet und beliefert zahlreiche Branchen wie etwa die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Automobilindustrie, Hersteller medizinischer Geräte sowie den Öl- und Gassektor.

Dem Team von Fitzpatrick war bewusst, dass die Wahl der Applikation für Sawyer entscheidend für den Erfolg der smarten Automatisierungslösung sein würde. Teamleiter Jon Mutz: „Wir haben uns ­ausführlich mit der Frage nach dem ­richtigen Einsatz von Sawyer auseinandergesetzt; insbesondere deshalb, weil es bei der Auftragsfertigung schwer vorherzu­sagen ist, welches Projekt als nächstes realisiert werden muss. Durch Sawyers Vielseitigkeit konnten wir schließlich repetitive, monotone Aufgaben automatisieren und unsere Mitarbeiter für höher qualifizierte und anspruchsvollere Tätigkeiten einsetzen.“

Nachdem die erste Hälfte des Behälters mit Flaschen befüllt wurde, wählt und platziert der Cobot selbstständig einen Kartonteiler und setzt seine Arbeit in der zweiten Hälfte fort.

© Rethink Robotics

Konkret hilft der Roboter in der Fertigung von Fitzpatrick Manufacturing beim Schleifen von Teilen, die als Komponenten für antriebstechnische Lösungen dienen. Derartige Aufgaben erfordern vor allem die genaue Einhaltung von Toleranzen und beinhalten viele sich wiederholende Handgriffe. Sawyer erkennt, welches Teil er zuerst bearbeiten muss, und bestückt die Schleifmaschine entsprechend. Wenn das Teil fertig bearbeitet ist, entnimmt der Cobot es und lädt ein weiteres Teil in die Maschine. Anschließend legt er das erste Teil in die Waschstation. Im nächsten Schritt trocknet Sawyer das Werkstück an einer Gebläse-Einheit, bevor er es für den Versand in einem Karton verpackt.

Zwischen 280 und 300 Teile können so ohne Eingreifen eines Mitarbeiters verpackt werden. Dieser Prozess dauert zwischen fünf und acht Stunden, sodass Sawyer problemlos über Nacht arbeiten kann. Wenn die Mitarbeiter am nächsten Tag ihre Schicht beginnen, hat der smarte Helfer bereits alle Teile fertiggestellt.

„Als wir begannen, Sawyer in der Fer­tigung einzusetzen, waren die Mitarbeiter zuerst etwas zurückhaltend“, erinnert sich Jon Mutz. „Die älteren Kollegen wussten nicht recht, was sie von der neuen Technologie halten sollten, während die jüngere Belegschaft begeistert war. Ab dem Moment, als unser Team erkannte, dass Sawyer nicht dazu da war, ihre Arbeitskraft zu ersetzen, sondern sie dabei zu unterstützen, ihre Fähigkeiten für sinnvollere Aufgaben zu nutzen, wurde Sawyer von allen akzeptiert und wert­geschätzt.“

Autor: 
Darius Wilke ist Director European Business bei Rethink Robotics.

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