Collaborative Robots zur Produktivitätssteigerung : ihr Einsatz bei der Montage eines Einblasventils

Abstract

Der Einsatz von Robotern in Automations- und Fertigungstechnik ist bereits seit einiger Zeit üblich. Ihr Gebrauch beschränkt sich jedoch zum Großteil auf die Automobilindustrie und andere Industriesparten ähnlicher Größe oder auf Firmen, die auf die Fertigung großer Stückzahlen spezialisiert sind. Ein Grund hierfür sind hohe Investitionskosten, die bei einer Umstellung auf Vollautomation anfallen und, abgesehen von den Anschaffungskosten für die Industrieroboter selbst, auf die aufwendigen Sicherheitsvorkehrungen, Programmierung und Inbetriebnahme zurückzuführen sind. Mit einer Reduktion eben angeführter Kostenpunkte eröffnet sich auch für Klein- und Mittelunternehmen (KMUs), sowie Fertigungszentren mit der Produktion von kleinen Chargen die Möglichkeit, die Vorteile einer (Teil-) Automation nutzen. Die folgende Arbeit beschäftigt sich mit einer erst kürzlich auf den Markt gekommenen Version eines Industrieroboters, der diese Bedingungen zu erfüllen vermag: Der kollaborierende Roboter. Er ist darauf ausgelegt, in unmittelbarer Nähe des Menschen ohne physische Sicherheitsvorkehrungen arbeiten zu können und mit diesem sogar direkt zu kollaborieren. Diese Arbeit zeigt anhand einer ausführlich durchgeführten Simulation eine derart mögliche Kollaboration und die Problemstellungen bzw. Vorteile, die sich daraus ergeben.

The use of robots in automated industrial manufacturing and assembly is very common nowadays. However, usually one can find them as part of fully automated industrial manufacturing lines with a big quantity of output or other production cycles of a similar size. The enormous costs in investment, implementation, maintenance and safety measurements cause the rather rare use by smaller enterprises. A reduction of those costs could potentially change how robots are going to be used and especially make it an affordable and effective option for smaller businesses or for those, which produce a relatively small lot size. This thesis provides a state-of-the-art analysis of a special industrial robot concept, that could provide a steppingstone for the above-mentioned development: the collaborative robot. It is designed to work within the same environment as human beings without the usage of extensive safety equipment and can therefore be used to work side by side and even collaborate with humans. This paper aims to provide one such potential collaborative effort and shows the possible problems and positive effects that can occur with such an implementation.