Bauroboter für kleinere Räume

Chris Johnson, Geschäftsführer bei SMB Bearings | 06. Okt. 2022

Hersteller machen sich zunehmend Sorgen um die „Immobilien“ von Robotern. Jeder Quadratmeter Fabrikfläche wird für die Produktion genutzt. Das bedeutet, dass Industrieroboter in kleinere Räume passen müssen. Positiv ist, dass diese Entwicklung dazu führt, dass Industrieroboter auch für kleine und mittlere Hersteller zugänglicher werden. Ein Teil der Lösung besteht darin, Dünnschichtlager zu verwenden, die bei der Entwicklung kleinerer Roboter eine entscheidende Rolle spielen.

Traditionell weigern sich Hersteller kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU), Roboter zu kaufen. Dafür gibt es mehrere Gründe, darunter die hohen Vorlaufkosten, die mit der Automatisierung verbunden sind. Diese Kosten können kleine und große Unternehmen abschrecken. Hinzu kommt die Größe der Roboter selbst. Viele sind zu umständlich, um in die bestehenden Produktionslinien der Hersteller zu passen. Hersteller befürchten, dass Industrieroboter nicht in ihren Raum und die aktuelle Arbeitsweise ihrer Mitarbeiter passen. Diese Bedenken sind berechtigt. Jede wesentliche Änderung an einer Produktionslinie kann Risiken mit sich bringen.

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Damit Industrieroboter für viele Hersteller funktionieren, sind kompaktere, vielseitigere und flexiblere Roboter erforderlich, die leichter – und kostengünstiger – in kleinere Räume der Produktionslinien passen. Denn wie Vincent Van Gogh sagte: „Große Dinge entstehen durch die Kombination kleiner Dinge.“

Ein weiteres Argument für kleinere Roboter ist die Arbeitssicherheit. Riesige Roboter sind in der Regel von menschlichen Arbeitern getrennt, um Aufgaben isoliert auszuführen, ohne das Risiko einer Verletzung menschlicher Arbeiter einzugehen. Neuere, kleinere Roboter und Cobots können in offenen oder halbgeschützten Umgebungen arbeiten. Laut einem aktuellen Interview mit Alex Megej, Chief Technology Officer bei TE Connectivity, wird eine Kombination aus großen und kleinen Maschinen entscheidend sein, wenn Roboter in den Produktionsumgebungen von KMU erfolgreich sein sollen. „Was die Zusammenarbeit zwischen großen und kleinen Robotern betrifft, geschieht dies normalerweise nur in Situationen, in denen kleinere Roboter, oder in diesem Fall kleine Cobots, Material für die weitere Verarbeitung mit größeren Robotern aufnehmen und ablegen“, sagte Megej.

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Diese Faktoren treiben das Wachstum kleinerer und schnellerer Roboter voran, die komplexere und präzisere Aufgaben ausführen können – sei es in chirurgischen Umgebungen oder Lagerhäusern. Das Vox-Magazin nennt als Beispiel die Kiva-Roboter von Amazon, die menschlichen Arbeitern durch das Lager folgen und sie bei Aufgaben unterstützen.

Auch 2D- und 3D-Vision-Systeme nehmen zu. Roboter, die mit 2D-Vision-Systemen ausgestattet sind, können einfache Farben oder Texturen erkennen, was bei Prozessen wie der Barcode-Erkennung nützlich ist. 3D-Vision-Systeme hingegen verwenden mehrere Kameras, um mehrdimensionale Modelle von Objekten zu erstellen. Das Vision-System kombiniert mit intelligenter Software, um diese Bilder zu verarbeiten und die genaue Position eines Artikels zu identifizieren.

Dadurch können Roboter die logischste Reihenfolge der Gegenstände ermitteln und diese mit einer Genauigkeit im Submillimeterbereich aufnehmen. Dies ist besonders nützlich bei Bin-Picking-Anwendungen, einer der gefragtesten Aufgaben für Roboter, die Roboter mittlerweile mit einem ähnlichen Flüssigkeits- und Genauigkeitsgrad wie menschliche Arbeiter ausführen können. Solche Systeme können mit künstlicher Intelligenz (KI) kombiniert werden, was wir im Folgenden beispielhaft betrachten.

Dank der Industrie 4.0-Konnektivität werden Industrieroboter zunehmend kompatibel mit den Manufacturing Execution Systemen (MES) von Unternehmen und können einfacher in kleinere Produktionsräume integriert werden.

Neben einer besseren Konnektivität benötigen KMU Roboter mit höherer Präzision. Hier kommen Dünnringlager ins Spiel. Roboteranwendungen sind auf hochpräzise Lager angewiesen – darunter Varianten aus Hybrid-Chrom und Stahl sowie Keramiklager und Großwälzlager. Knickarme Roboterarme benötigen beispielsweise Roboterlager in den Drehgelenken.

Dünnringlager sind bei den Kunden von SMB Bearings die beliebteste Wahl für Roboteranwendungen. Wie der Name schon sagt, sind sie besonders dünn und kompakt und haben sich als unverzichtbar erwiesen, damit Roboter Aufgaben immer präziser und genauer ausführen können.

Als Beispiel dafür, wie Dünnschichtlager die Roboterleistung für KMU verbessern, nehmen wir das Beispiel der Shadow Robot Company.

Das Unternehmen ist ein KMU, das geschickte Roboterhände für den akademischen Bereich und flinke Arbeiten herstellt. Das Unternehmen strebte jedoch eine stärkere Ausweitung auf industrielle Anwendungen an, wofür das Smart Grasping System an der Spitze stehen sollte. Das hochautomatisierte System ist robust und zuverlässig konzipiert und erkennt in Kombination mit KI verschiedene Objekte und wählt den passenden Griff aus.

Damit das System funktioniert, benötigte die Shadow Robot Company jedoch spezielle Lager mit sehr engen Toleranzen. Zu den Anforderungen des Unternehmens gehörten auch eine einfache Installation und Maßhaltigkeit. Als Reaktion darauf empfahl und lieferte SMB Bearings dünne EZO-Präzisionslager. Jedes Lager, das die Produktionslinie verlässt, hat immer die gleiche Form und Größe, was für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit und des konsistenten Gesamtverhaltens des Roboters von entscheidender Bedeutung ist.

Dünnringlager werden wegen ihrer Fähigkeit bevorzugt, radialen Belastungen sowie mäßigen Schubbelastungen in beide Richtungen standzuhalten, was sie auch für die anspruchsvollen Anforderungen von Industrieroboteranwendungen geeignet macht.

Am Ende berichtete Shadow Robot Company, dass die Lager sehr einfach zu installieren seien und nannte ihre Qualität, Toleranz und Konsistenz. Diese Vorteile unterstützten die wiederholte Montage des Smart Greifsystems und waren für die Genauigkeit der Bewegungen des Smart Greifers von entscheidender Bedeutung.

Das Smart Greifsystem kann viele Arten von Gegenständen aufnehmen, wodurch der Bedarf an zahlreichen Händen in einer Fabrik reduziert wird. Darüber hinaus ist die Genauigkeit, die Dünnringlager ermöglichen, von entscheidender Bedeutung. Wie das Beispiel zeigt, werden Speziallager von entscheidender Bedeutung sein, um kleineren Unternehmen dabei zu helfen, kleinere und kompaktere Roboter einzuführen und so das Beste aus ihren „Fertigungsflächen“ herauszuholen.

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