Trotz Fachkräftemangel: Roboter sichert die Produktivität
Dass Fachkräfte für die professionelle Bedienung von Werkzeugmaschinen fehlen, ist für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) schon länger eine Herausforderung. Vor allem bei kurzfristigen Auftragsspitzen oder bei Ausfall von Mitarbeitern durch Krankheit oder Elternzeit fehlt es dann an Flexibilität. Zukünftig können solche Personalfluktuationen mit Robotertechnik überbrückt werden. Das Fraunhofer IWU hat zusammen mit der Industrie-Partner GmbH (IP) aus Coswig in Sachsen einen mobilen Roboter konstruiert, der alle anfallenden Arbeiten selbstständig ausführen kann und an verschiedensten Werkzeugmaschinen einsatzbar ist.
„Für viele KMU rechnet sich eine Vollautomatisierung ihrer Produktionsanlagen selbst dann nicht, wenn ihre Maschinen wegen fehlenden Personals länger stillstehen. Denn damit ginge ihnen die nötige Flexibilität verloren, die sie brauchen, um schnell auf neue Nachfrage reagieren zu können. Eine Vollautomatisierung unter Beibehaltung der nötigen Flexibilität wäre aber unverhältnismäßig teuer“, sagt Dr.-Ing. Arvid Hellmich, Leiter der Abteilung für Technische Kybernetik am Fraunhofer IWU. Laut Hellmich kann die Lösung kann nur durch Automatisierung mit einem flexiblen Zusatzsystem bestehen. Der Robo Operator wird direkt vor die zu bedienende Werkzeugmaschine gestellt und arbeitet dann völlig autonom genau die Arbeitsschritte ab, die sonst von einer Fachkraft ausgeführt werden, beispielsweise das Be- und Entladen der Maschine, die Steuerung des Spannsystems, Programmstart und -ende oder verschiedene Bearbeitungsschritte.
Robo Operator zur autonomen Steuerung von Werkzeugmaschinen, Quelle: Fraunhofer IWU
Damit der Robo Operator das kann, haben ihm die Robotik-Expertinnen und -Experten am Fraunhofer IWU einige Fähigkeiten mit auf den Weg gegeben: Er erkennt seine Position vor der Werkzeugmaschine dank eines integrierten Kamerasystems, das es ihm auch ermöglicht, Signalsäulen zu interpretieren, die den Maschinenzustand standardmäßig anzeigen. Er kann mit verschiedenen Greifern arbeiten, aber auch für spezielle Bearbeitungsschritte ausgerüstet werden. Da die einmal erlernten Fähigkeiten in einer Datenbank gespeichert werden, ist der Robo Operator jederzeit in der Lage, eine Maschine erneut zu bedienen. Eine Kopplung des Operators mit der Werkzeugmaschine über Hardware oder Steuerungstechnik ist bei all dem nicht erforderlich – ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal.
„Robotern die kognitiven Fähigkeiten zu geben, Informationen aus ihrer Umgebung zu verarbeiten, die richtigen Schlüsse aus ihnen zu ziehen und nötige Aktionen auszuführen, ist eine unserer Kernkompetenzen am Fraunhofer IWU. Deswegen bestand unser Teil der Kooperation vor allem aus der Konzeption und Ausgestaltung der Steuerungssoftware für die Automatisierung und der Auswertung der Bildinformationen“, ergänzt Dr. Hellmich.
Bild links:
Einsatz des Robo Operators an einer Werkzeugmaschine (Simulation)
Quelle: Fraunhofer IWU
