Robotik und Industrie 4.0

Selbstverwirklichung ist nicht das Ziel

Im Interview erklärt Volker Spanier, Leiter Robotic Solutions EMEAR bei Epson Deutschland, wie Roboter in der modernen Produktion eingesetzt werden und was zu einem flächendeckenden Einsatz noch fehlt.

Volker Spanier, Leiter Robotic Solutions EMEAR bei Epson Deutschland

Volker Spanier ist Leiter Robotic Solutions EMEAR bei Epson Deutschland.

ITD: Den Namen Epson verbinden viele mit klassischen Druckerprodukten – wie nahe lag es da, auch in das Robotikbranche einzusteigen?
Volker Spanier:
Epson ist ein Spross des bekannten Uhrenherstellers Seiko. Seiko Uhren sind sehr präzise und erlauben eine reproduzierbar messbare Zeit. Man hatte allerdings das Problem, dass diese nur angezeigt wurden, das Ergebnis also flüchtig war und stets abgeschrieben werden musste. Da lag es nahe, einen Drucker zu bauen, der an die offizielle Seiko-Uhr für die Zeitnahme angeflanscht wurde, um diese Messungen automatisch auszudrucken. Das war, noch weit vor der Gründung der Marke Epson, der Ursprung der Druckexpertise unseres Unternehmens.

Nun zur Robotik: Im Zuge der Miniaturisierung der Seiko-Uhren wurde es immer schwieriger, diese in der geforderten Qualität und Geschwindigkeit in Handarbeit zu produzieren. So begann man, Automaten mit SCARA-Geometrie für den Eigenbedarf, sprich die Produktion von Seiko-Uhren zu bauen. Diese Maschinen erwiesen sich als derart präzise und zuverlässig, dass Epson Beginn der 80er-Jahre mit ihrer weltweiten Vermarktung begann.

ITD: Auch heute haben viele Menschen beim Thema Robotik noch keine klare Vorstellung. Können Sie ein paar Beispiele dafür geben, welche Arten von industriellen Robotern es gibt?
Spanier:
Für uns zählen auch die typischen Haushaltsroboter, Rasenmäher und Teppichroboter, nicht zu diesem Bereich. Man unterscheidet Roboter für die industrielle Nutzung oft anhand ihrer Armgeometrie. Also welche Gelenke hat die Maschine und wie sind diese angeordnet. So gibt es die SCARA-Roboter als horizontal artikulierte Schwenkarmroboter, die oft vier Achsen besitzen – zwei separate Schwenkachsen sowie eine Spindel, die eine Hub- und Drehfunktion kombiniert. Diese Geräte arbeiten zwar stets planparallel, sind aber aufgrund ihrer Genauigkeit und Geschwindigkeit vorzüglich für so genannte „Pick-und-Place“-Arbeiten geeignet. Bei Aufgaben wie der Teileausrichtung beispielsweise oder auch dem Nehmen und Ablegen von Bauteilen, dem Einsortieren solcher in Teileträger oder Paletten sind diese Maschinen in ihrem Element.

Daneben gibt es die vertikal artikulierten Sechsachsroboter, die man üblicherweise mit typischen Industrierobotern assoziiert, weil diese Geräte oft in Produktionsstraßen der Automobilbranche anzutreffen sind und so diese Wahrnehmung in der breiten Öffentlichkeit gebildet haben. Dann haben wir noch die Linearachsen und die Parallelkinematiken, die heute in bestimmten Nischenbereichen eingesetzt werden. Dazwischen sind je nach Anwendung aber auch Hybride zu finden, also beispielsweise Sechsachser, die auf einer Linearachse stehen und andere.

ITD: Was versteht man unter kollaborativen Robotern und wo können diese zum Einsatz kommen?
Spanier:
Kollaborierende Roboter oder Cobots sind Roboter, die in unmittelbarer Nähe zum Menschen und auch gemeinsam mit ihm arbeiten dürfen. Um einer Verletzung des Menschen durch die Bewegung des Roboterarmes zu vermeiden, sind an der Maschine Sensoren angebracht, die eine etwaige Berührung ‚erkennen‘ und die Bewegung sofort unterbrechen. Zäune und andere Schutzeinrichtungen, wie sie beim Betrieb traditioneller Roboterinstallationen erforderlich sind, braucht man dann nicht mehr. Ein Nachteil der Cobots besteht darin, dass sie aus Sicherheitsgründen oft nicht so schnell arbeiten, wie sie es aufgrund ihrer Leistung eigentlich könnten. Anwender müssen also hier eine Balance finden zwischen Produktivität und Kooperation.

Die Einsatzgebiete der Cobots sind dabei sehr vielfältig und lassen sich in praktisch allen Branchen finden. Angefangen bei reinen Kraftverstärkern, wenn also der Roboter vom Menschen geführt wird und dessen Kraft beispielsweise bei der Bewegung schwerer Lasten vervielfacht, bis hin zu Reich- und Assistenzarbeiten ist vieles denkbar und wird partiell auch schon realisiert.

Ein weiterer Grund für den wachsenden Einsatz der Cobots liegt weniger in den Maschinen selbst sondern in ihrer einfachen Programmierung und benutzerfreundlichen Bedienoberfläche. Dies ist ein Ansatz, den wir mit unserer Programmier- und Bedienoberfläche SPEL+ selbst verfolgen. 

ITD: Was entgegnen Sie Kunden, die befürchten, die Einführung einer Robotiklösung sei extrem aufwendig, langwierig und kostenintensiv und lohne sich nicht für einzelne Modelle?
Spanier:
Wir besitzen ein starkes Team erfahrener Ingenieure, die unsere Kunden beraten und gemeinsam mit ihnen eine für ihren individuellen Fall optimale Lösung zusammenstellen. Diese konkrete Lösung überzeugt praktisch immer aufgrund ihrer Effizienz hinsichtlich Kosten und Leistung sowie der Zuverlässigkeit. Wie so oft räumt Information etwaige Befürchtungen aus.

ITD: Gerade in der Industrie und Fertigung fürchten viele Mitarbeiter, durch die zunehmende Automatisierung ihren Job zu verlieren und hegen daher Aversionen gegen Roboter. Was setzen sie diesen entgegen?
Spanier:
Roboter verändern natürlich unsere Arbeitswelt. Dank ihnen werden Menschen von den sogenannten 4D-Aufgaben (dull, dirty, dangerous, delicate) befreit. Das Argument, dass Roboter Arbeitsplätze vernichten ist nicht neu, aber trifft das tatsächlich zu? Es mag stimmen, dass es heute langweilige und vielleicht für Menschen gefährliche Arbeitsplätze beispielsweise in der Montage nicht mehr gibt. Aber dafür werden auch heute, nach Dekaden des Robotereinsatzes in der Fertigung, teilweise händeringend Facharbeitern gesucht. Es findet eine Transformation in der Qualität der Arbeitsplätze statt, die mit anderen Anforderungen an die Ausbildung der Mitarbeiter einhergeht. Eine der großen Herausforderungen in dieser sich ändernden Arbeitswelt ist daher die Weiter- und Ausbildung der vorhandenen und nachrückenden Generationen. Wie sieht also der Saldo aus? Verlust bei eintönigen, gefährlichen, langweiligen Arbeiten, Gewinn bei den anspruchsvolleren, kreativeren Tätigkeiten.

ITD: Wie können Unternehmen die Akzeptanz der Robotiklösung innerhalb der Belegschaft frühzeitig steigern?
Spanier:
Das hängt natürlich sehr stark von dem jeweiligen Unternehmen ab, bei Einführung von Automatisierungslösungen in einen Produktionsprozess gibt es aber für Unternehmen und auch Belegschaft viele Chancen, beispielsweise durch Fortbildung und Schulungen, die man wahrnehmen kann. Firmen haben durch Automatisierung die Chance, ihre Mitarbeiter zu qualifizieren, ihre Produktion effizienter zu gestalten und somit insgesamt einen deutlichen Wettbewerbsvorteil zu erlangen. Letztlich bedeutet die Investition in Automationslösung immer eine Stützung lokaler Fertigungen.

ITD: Immer wieder wird in diesem Zusammenhang auch die Frage laut, was KI dürfen soll – spielen derlei ethische Fragen auch im Zusammenhang mit Industrie-Robotern eine Rolle?
Spanier:
Alle Roboter sind Maschinen, die für eine bestimmte Aufgabe gebaut wurden. Und sie bleiben Maschinen, gleich, welche ausgetüftelten Methoden sie zur Erfüllung ihres Existenzzweckes auch einsetzen mögen. Somit unterscheidet sich ein Roboter, gleich welcher Art, nicht grundsätzlich von einem Schraubendreher und das beschreibt sowohl die Natur der Roboter als auch ihre Kompetenz zu eigenmächtigen Handlungen. Nehmen wir beispielsweise eine hochentwickelte Maschine wie den Marsrover Opportunity oder einen seiner Cousins. Er darf natürlich im Rahmen seines Daseinszweckes entscheiden, ob er links oder rechts um den Felsen herumfährt. Aber er darf nicht sagen, heute bleibe ich mal hier stehen, weil mir die Gegend so gut gefällt. Anders als beim Menschen ist der einzige Existenzzweck eines Roboters die Erfüllung seiner Aufgabe und nicht die Selbstverwirklichung.

ITD: Für Ihr Unternehmen spielt Nachhaltigkeit eine wichtige Rolle – inwieweit können Robotiklösungen dazu beitragen, diese zu erhöhen?
Spanier:
Dank hochentwickelter Robotertechnik findet mittlerweile auch in Deutschland wieder in vielen Branchen eine Produktion statt. Auch Herstellung in Bereichen wie Textil, die vor einigen Dekaden nach beispielsweise Fernost gewandert ist, siedelt sich wieder an. Damit werden einerseits lange Transportwege eingespart – also Kosten und CO2-Emisisonen – und andererseits wird auch die Flexibilität der Unternehmen gesteigert. Automatisierung erlaubt eine schnelle Umstellung der Fertigung und ermöglicht damit auch profitable, kleine Lots. Damit entfallen ebenfalls eine Haldenproduktion und aufwendige Lagerhaltung. Weitere Vorteile liegen in der Qualitätssteigerung durch Automation, also die Veredelung von Schrott in Form von Weiterverarbeitung defekter Teile. Viele Roboterhersteller wie Epson arbeiten daran, ihre Maschinen effizienter zu machen und bei geringerer Leistungsaufnahme das Leistungsniveau zu halten.

ITD: Von welcher technologischen Entwicklung könnte der nächste große Schub für den Einsatz von Robotern im gewerblichen Umfeld aus gehen?
Spanier:
Das ist schwer zu sagen, aber wir müssen hier deutlich zwischen gewerblichem und akademischen Roboteranwendungen unterscheiden. Zeigen besonders ihm Forschungsumfeld neue, selbstkonfigurierende Algorithmen (beispielsweise AlphaZero) eine erstaunliche Leistungsfähigkeit, existiert damit aber noch lange keine konkrete Maschine für eine spezielle Aufgabe.

Für einen breiten Einsatz von Robotern muss diese Technologie einem breiten Publikum zugänglich gemacht werden, denn wenn erst jeder einen Roboter nutzen kann – und nicht nur eine mehr oder weniger breite Schicht Fachleute –, wird auch jeder einen nutzen. Also brauchen wir zunächst eine sehr einfache Robotersteuerung, eine leichte Implementierbarkeit der Maschinen auch in bestehende Anlagen und ebenfalls die Fähigkeit zur Kollaboration.

Es ist mit den Robotern vielleicht ein bisschen so wie mit den digitalen Kameras – als man noch einen mehr oder minder großen Kasten fürs Fotografieren mit sich rumtragen musste, war das außerhalb der Foto-Communities kein großes Thema. Aber in dem Moment, als praktisch jeder eine sehr einfach zu nutzende Kamera ‚on-top‘ zu seinem Telefon bekam, wurde Fotografieren eine völlig neue Anwendung mit ungeahnter Verbreitung.

Bildquelle: Epson Deutschland

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