Roboter können auch in Handwerksbetrieben oder kleinen Industriebetrieben bei der Montage unterstützen

Roboter können auch in Handwerksbetrieben oder kleineren Industriebetrieben bei der Montage unterstützen - nicht nur in der Automobilproduktion. - Bild: Adobe Stock/anibal

| von Simon Nördinger
Aktualisiert am: 08. Dez. 2020

Einen Kollegen, von dem man treu und ohne Murren unterstützt wird. Das wünschen sich nicht nur Handwerker sehnlichst. Zumindest im Bereich Montage ist das heute schon möglich. Denn kollaborierende Leichtbauroboter können dem Menschen viele Tätigkeiten rund ums Montieren angenehmer machen oder sie komplett übernehmen. Welche Arbeiten Ihnen ein Roboter außerdem abnehmen kann, erfahren Sie in diesem Beitrag.

1) Was bedeutet Montieren überhaupt?

Der Begriff ‚Montieren‘ steht für eine Vielzahl unterschiedlicher Tätigkeiten im Produktionsprozess. Laut der Richtlinie VDI 2860 bezeichnet man die Gesamtheit aller Vorgänge für den Zusammenbau von Körpern mit geometrischer bestimmter Form als Montage.

Ein Montageprozess besteht aus den fünf folgenden wesentlichen Teiloperationen. Zunächst einmal gehört das Fügen dazu. Unter dem Sammelbegriff Fügen versteht man das

  • Verschrauben,
  • Nageln,
  • Schweißen,
  • Kleben,
  • Löten und
  • Einclipsen.

All diese Tätigkeiten können zu einem Montageprozess gehören.

Die zweite Teiloperation ist die Handhabung. Das bedeutet, dass das Werkstück

  • gegriffen,
  • gelegt,
  • gedreht und bewegt,
  • gesichert oder
  • kontrolliert

werden muss. Ebenso gehören das Prüfen (Teiloperation 3) und Justieren (Teiloperation 4), also das Einstellen, zum Montageprozess.

Aber auch die Ausführung von Hilfsoperationen gehört zu diesem Thema und ist damit die Teiloperation Nummer 5 im Montageprozess. Bekannte Tätigkeiten sind hier das Entgraten von Bauteilen, das Erwärmen oder Kühlen von Pressverbindungen, Ölen oder Reinigungsarbeiten.

In vielen Unternehmen werden auch heute noch Handling- oder Montageprozesse per Hand ausgeführt. Es gibt aber auch Anwendungen mit automatisch ausgeführten Prozessen, gerne mithilfe von Robotik.

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2) Was ist ein Montageroboter und was kann er?

Das Montieren ist eine der komplexesten Aufgaben, die ein Roboter erledigen kann. Er muss dabei nicht nur komplizierte Bewegungen sowohl einzeln als auch der Reihe nach beherrschen, um verschiedene Bauteile zusammenzuführen, sondern diese auch noch aufnehmen und ablegen können.

Kollege Roboter hilft uns oft bei Arbeiten, die langwierig und monoton sind. Ein Roboterarm beherrscht heute dasselbe Repertoire an sich wiederholenden Tätigkeiten wie der menschliche Arm. So kann er dem Werker in sämtlichen Teilbereichen der Montage wie dem Fügen, Handhaben, Kontrollieren und Justieren Arbeit durch Automation abnehmen.

Eine besonders repetitive Arbeit in der Fertigung ist beispielsweise das Verschrauben. Statt teuren Schraubautomaten setzen immer mehr Unternehmen kollaborierende Roboter (Cobots) ein, die ohne Schutzzaun mit Menschen zusammenarbeiten. Bei diesen lassen sich die Greifer mit Kameras ausstatten. So findet der Roboter stets sowohl die Schraube aus der Kiste als auch die richtige Verschraube-Position.

Im Gegensatz zum händischen Verschrauben schraubt die Maschine automatisch jedes Mal mit dem richtigen Drehmoment. So sitzt die Schraube genauso fest, wie es vorgesehen ist.

Moderne Montageroboter können ganz nach Bedarf flexibel eingesetzt werden. Das macht sie auch für Handwerker oder kleinere Betriebe interessant. Die Montagewerkzeuge lassen sich schnell wechseln. Man kann beispielsweise den Greifer mit einem Schraubkopf tauschen und so den Roboter für verschiede Tätigkeiten in der Produktion nutzen.

Video: 7 Fehler beim Roboter-Einsatz in der Fertigung

Sie liebäugeln damit, einen Roboter für Ihre Werkstatt zu kaufen und ihre Fertigung zu automatisieren. Dann schauen Sie sich dieses Video aus unserem Youtube-Kanal 'Next Robotics' an. Damit Sie diese 7 Fehler direkt vermeiden.

3) Warum lohnt sich ein Roboter in der Montage?

Wie ein Mitarbeiter vom Fraunhofer Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation anführt, gibt es folgende Gründe für den Einsatz von Mensch-Roboter-Kollaboration in der Montage. Die Arbeit lässt sich ergonomischer gestalten, die Maschine kann das Objekt dem Werker angenehmer positionieren oder Überkopf-Arbeiten komplett übernehmen.

Ebenso können Automatisierungslösungen mit Industrierobotern die Qualität verbessern. Menschliche Fehler, die bei monotoner Arbeit durch Ermüdung entstehen können, lassen sich durch die Automatisierung vermeiden. Kollege Roboter hingegen erfüllt seine vorgegebene Aufgabe in der Produktion bis sie fertig ist – ganz ohne Kaffeepause. Die Zuverlässigkeit ist somit extrem hoch.

Ohne diese Fehlerquellen verbessert sich die Qualität im gesamten Prozess. Teile können nicht mehr verwechselt werden genauso wenig wie Stücklistenpositionen vergessen werden können. Kollege Roboter denkt an alles. Genauso bereitwillig übernimmt er Aufgaben im gefährlichen Umfeld, wenn es zum Beispiel heiß her geht oder zu montierende Bauteile scharfe Kanten besitzen.

Kollaborierende Roboter werden laut Studien häufig in der Montage eingesetzt, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern. So kann ein Cobot einer Firma beispielsweise Kosten sparen, wenn er einfache Montage-Tätigkeiten übernimmt.

Müssen zum Beispiel in viele Bauteile an derselben Stelle ein Loch gebohrt oder eine Schraube gesetzt werden, kann es sich lohnen, diese Arbeiten zu automatisieren. Der menschliche Kollege hat somit mehr Zeit, sich um komplexere Aufgaben zu kümmern, die wertschöpfender sind als das monotone Wiederholen.

Bei Audi in der Montage arbeiten Mensch und Roboter Hand in Hand.
Autohersteller machen es vor und nutzen Cobots, die ohne Zaun mit Menschen zusammenarbeiten, in der Montage. Das können Sie als Handwerker auch. – Bild: Audi

4) Wie kann ein Roboter konkret bei der Montage assistieren?

Hier gibt es verschiedene Möglichkeiten. Entweder reicht der Roboter dem Menschen das zu montierende Teil in der richtigen Lage und hält es auf Position. In diesem Fall spart sich der Werker zum Beispiel das aufwendige Einspannen von Gegenständen, um etwas anbringen zu können.

Auch den Audi-Mitarbeitern in der Montage im Werk Ingolstadt bringt kollaborative Robotik Vorteile. Bisher mussten sich die Werker in die Materialboxen bücken, um die Kühlmittelausgleichsbehälter zu greifen.

Dieser einfach anmutende Arbeitsschritt kann allerdings durch häufige Wiederholung schnell zu Rückenproblemen führen. Das erledigt nun die Maschine. Sie ist mit einem Kamerasystem ausgerüstet und arbeitet direkt mit dem Menschen zusammen.

Mit einem Saugnapf holt der Roboter die Bauteile aus der Kiste und reicht sie dem Mitarbeiter zum richtigen Zeitpunkt und in der ergonomisch optimalen Position. Dazu muss man den Cobot nicht einmal mit einem Schutzzaun sichern.

Oder der Roboter übernimmt den Fügeteil der Montagearbeit. Im BMW-Werk in Spartanburg, USA, montiert ein Leichtbauroboter von Universal Robots etwa direkt neben seinen menschlichen Kollegen Türschallisolierungen.

Diese Arbeit in der Produktion der Autotüren ist für Menschen anstrengend, da die Isolierung an jeder Stelle mit demselben Druck in den Türrahmen gedrückt werden muss. Mithilfe von Robotik lässt sich eine solche Tätigkeit jedoch ohne Ermüdungserscheinungen ausführen.

Ein Video über die Cobots im BMW-Werk in Spartanburg können Sie sich hier bei unserer Schwesterpublikation 'Produktion' ansehen.

5) Warum sind Cobots auch für Montage-Arbeiten im Handwerk interessant?

Was 'die Großen' in der Automobilindustrie vormachen, können Sie auch in Ihrem mittelständischen Unternehmen oder Handwerksbetrieb nutzen. Angepasst auf die Bedürfnisse in ihrer Werkstatt, können die sogenannten Cobots Ihnen bei vielen Tätigkeiten schnell helfen. Aber keine Angst. Es bleibt Ihnen erspart, eine hochautomatisierte Produktionsstraße zu bauen. Stattdessen nutzen Sie den Cobot auf ihre Bedürfnisse angepasst. Die Flexibilität ist also hoch.

In einer Möbelschreinerei kann ein Cobot Stühle oder andere Möbelstücke zusammenschrauben oder ordentlich verkleben. Im Metallbau wiederum kann die Maschine die schweren Teile halten und dem Menschen jeweils in die richtige Position drehen, wenn auf verschiedenen Seiten etwas montiert werden muss. Insgesamt kann der Roboter dem Menschen jegliche monotone Arbeit abnehmen.

Kollaborierende Leichtbauroboter haben außerdem den Vorteil, dass sie keine eigene digitale Infrastruktur benötigen. Das Programmieren der Roboter ist in kurzer Zeit erledigt. Die Steuerung inklusive Touch-Panel und die notwenige Software werden in der Regel mitgeliefert.

Auch Anwender ohne Vorkenntnisse kommen mit der Technik schnell klar. Das Programmieren ist dank grafischer Benutzeroberfläche ohne vorheriges Robotik-Know-how leicht zu erlernen. Teilweise müssen die Cobots nur zu ihren Wegpunkten geführt werden, um ihnen beizubringen, was sie zu tun haben. Wie uns der Geschäftsführer einer Schreinerei berichtet hat, konnte sein 28-jähriger Sohn beispielsweise nach wenigen Stunden mit dem Cobot sicher umgehen.

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