Die Zahl der Roboterhersteller, Modelle und Komponenten ist groß – so groß, dass es fast unmöglich erscheint, den Überblick zu behalten. Wie schafft es ein Integrator, aus all den Kombinationsmöglichkeiten die Richtige zu finden?
Um bei der riesigen Auswahl an Robotern und anderen Komponenten für eine Automatisierung die passenden Bauteile auszuwählen, benötigt der Integrator eine Reihe von Angaben dazu, was der Roboter später leisten soll.
Grob kann man sagen, dass Informationen zu drei Bereichen benötigt werden:



Welche Anforderungen habe ich an den Roboter?


Welche Ressourcen kann oder bin ich bereit, zur Verfügung zu stellen?


Wie steht es nach der Installation um den Roboter?



Basierend auf diesen Informationen, kannst du herausfinden, welche Typen und welche Modelle den Anforderungen entsprechen und gleichzeitig, nicht zu einer Belastung für dein Unternehmen werden (auch langfristig gesehen). Sollte es sich um den ersten Prozess handeln, der automatisiert wird, dann sollte man auf jeden Fall mit einem möglichst einfachen Ablauf beginnen.
Die drei Bereiche, kann man genauer unterteilen, in einzelne Faktoren, die bei der Wahl eines Roboters unbedingt berücksichtigt werden sollten. Es kann aber auch vorteilhaft sein, sich diese Dinge klar zu machen, um auszuschließen, dass man eine unnötig teure und komplexe Lösung anschafft, wenn ein einfacheres Modell die Anforderungen auch erfüllt hätte.
Quelle: Daria Neprakhina via unsplashed.com

1. Welche Anforderungen habe ich an den Roboter?
Diese Merkmale beschäftigen sich mit den Spezifika des Prozesses, den man automatisieren will. Du kannst die Auswahl stark einschränken und so die Wahl bedeutend erleichtern.
Allerdings ist es wichtig, dass man realistisch an die Auswahl herangeht: Wenn man sehr hohe Anforderungen an den Roboter hat, muss man in Bereich 2 auch bereit sein, die entsprechenden Ressourcen aufzuwenden. Eine Priorisierung – eventuell als zweiter Schritt – der einzelnen Faktoren kann helfen, die beste Lösung zu finden, und überzogene Erwartungen zu umgehen.
Flexibilität[i]
An dieser Stelle bezieht sich Flexibilität darauf, auf wie vielen Ebenen der Roboter in der Lage ist, sich zu bewegen. Hier ist es so, dass ein Ablauf, der eine hohe Flexibilität, also die Fähigkeit sich auf mehr als vier Ebenen zu bewegen, nicht von allen Typen erfüllt werden kann. Sowohl Knickarmroboter als auch manche Cobots verfügen über hohe Flexibilität, unterscheiden sich aber stark in Bezug auf Reichweite und Nutzlast[ii].
Reichweite und Nutzlast
Die Nutzlast ist oft abhängig von der Reichweite und der Bauweise des Roboters. Einige Modelle sind so ausgelegt, dass eine höhere Nutzlast mit einer größeren Reichweite verbunden wird (daher führen wir sie hier gemeinsam auf).
Das ist jedoch nicht die Regel, vor allem wenn die Traglast die 10 kg übersteigt. Benötigt man für seinen Prozess sowohl eine große Reichweite als auch eine hohe Traglast, kann ein Modell, bei dem beides zusammenhängt, passend sein. Braucht man aber nur eine hohe Nutzlast ohne große Reichweite, könnte auch ein Portalroboter ausreichen – das in der Regel günstiger ist.
Geschwindigkeit
Dieses Merkmal ist recht selbst erklärend: Wie schnell muss der Roboter sich bewegen können? Eventuell ist die maximale Geschwindigkeit durch äußere Faktoren begrenzt, sodass man nicht unbedingt den schnellsten Roboter einsetzen muss. Ist eine hohe Geschwindigkeit aber sehr wichtig, fallen wiederum einige Modelle aus der Auswahl.
Dieser Faktor hat auch eine Auswirkung auf die Sicherheitstechnik: Aufgrund von höheren Geschwindigkeiten laufen derzeit tatsächlich nur 10% der Cobots ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen[iii].

Material
Obwohl es nicht direkt mit dem Roboter zu tun hat, ist die Frage, mit welchem Material der Roboter umgehen wird wichtig, um zu entscheiden, welcher Greifer – sollte der zu automatisierende Prozess einen benötige – verwendet werden soll. Es gibt verschiedene Techniken, um Gegenstände aufzunehmen, abhängig von den Eigenschaften des Materials, mit dem gearbeitet wird.
Bildverarbeitung
Abhängig davon, wie der Prozess aussieht, kann es sein, dass eine Kamera und Bildverarbeitungssoftware – in 2D oder sogar 3D – gebraucht werden. Roboteranwendungen, die typischerweise eine Bildverarbeitung benötigen sind: Pick and Place, Bin-Picking, Qualitätskontrolle, … Aber man sollte im Zweifel den Integrator fragen, was er empfiehlt.
Sicherheit
Sieht der geplante Herstellungsprozess vor, dass der Roboter in Kooperation mit einem menschlichen Mitarbeiter arbeitet, müssen die nötigen Sicherheitsvorkehrungen vorgenommen werden. Cobots sind mit vielen modernen Sicherheitsfunktionen ausgerüstet, weshalb sie so eine Anforderung erfüllen können.
Herkömmliche Industrieroboter sind dazu nicht in der Lage und müssen durch z.B. Zäune oder Plexiglas von den Mitarbeitern getrennt werden. Aus diesem Grund benötigen sie auch mehr Platz (siehe unten).
Quelle: Ben Hershey via Unsplash.com

2. Welche Ressourcen kann (oder bin ich bereit) zur Verfügung zu stellen?
Die Preise für Roboter fallen seit Jahren. Gemeinsam mit immer einfacheren Möglichkeiten die mechanischen Helfer zu programmieren, ist die Integration immer leichter und zugänglicher geworden. Dennoch sollte man sich im Klaren darüber sein, dass immer noch Kosten auf einen zukommen.
Finanzierung
Roboter kosten Geld. Auch wenn die Kosten – je nach Typ und Modell – mittlerweile nicht mehr zwangsweise bei mehreren hunderttausend Euro liegen, sondern bereits ab mehreren zehntausend Euro zu haben sind, ist es wichtig, sich ein Budget zu setzen und zu bestimmen, welchen ROI man von der Investition erwartet.
Eine solche, messbare Zielsetzung hilft später auch, das Integrationsprojekt hinsichtlich seines Erfolgs zu bewerten. Also was bin ich bereit auszugeben und was will ich davon haben? Auch zu beachten an dieser Stelle sind die langfristigen Kosten (siehe Bereich 3).
Zeitlicher Aufwand
Möchte ich eine komplexe Anwendung in meine Produktion integrieren lassen, kann es sein, dass die gesamte Produktion für einen längeren Zeitraum still steht. Sich das vor Augen zu führen und zu entscheiden, inwieweit man solche Verluste verkraften kann und will, ist ebenfalls entscheidend, bei der Entwicklung einer Automatisierungslösung.
Wenn eine einfachere Lösung installiert werden kann, ohne die Produktion über längere Zeit zu stoppen, dann ist das vielleicht doch die bessere Möglichkeit.
Platz
Raum ist teuer und in den allermeisten Produktionsstätten bereits stark begrenzt. Wie viele Quadratmeter kann man für eine Roboterzelle – zu der auch die eventuell benötigten Sicherheitsvorkehrungen und Fließbänder zählen – erübrigen?
Vielleicht fehlt der Platz, sodass man einen Roboter braucht, der in der Nähe von Arbeitern agieren kann, ohne räumlich abgegrenzt zu sein. Oder man hat noch – wortwörtlich – Luft nach oben: Portalroboter und Deltaroboter benötigen weniger horizontale Fläche, da sie in die Höhe wachsen. Auch das schränkt die Auswahl stark ein.
Quell: Cleyder Duque via pexels.com

3. Wie steht es nach der Installation um den Roboter?
Bei der Investition von Zeit und Geld in technisches Equipment wie einen Roboter, sollte man natürlich auch sichergehen, dass man möglichst lange, und dadurch auch möglichst viele Erträge aus der Investition erhält. Hierfür sind Pflege und Instandhaltung entscheidend.
Garantie
Es kann sein, dass der Integrator mir eine Garantie gibt, aber wie lange hält die an? Was kostet mich eine Verlängerung, wenn das überhaupt möglich ist? Und wer ist zuständig, für die Instandhaltung, nachdem der Garantizeitraum abgelaufen ist?
Komplexität
Ist die Instandhaltung der Maschine sehr kompliziert, kann es sein, dass ich jemanden extern damit beauftragen muss. Man kann andererseits aber auch eigenes Personal einer zusätzlichen Schulung unterziehen.
Letzteres kann die bessere Option sein, da es meistens günstiger ist, die Wartung in-house erledigen zu lassen, als extra einen Techniker kommen zu lassen. Auch wenn man zunächst die Schulung finanzieren muss. Sollte eine Reparatur vorgenommen werden müssen, ist es außerdem auch schneller.
Personal
Angelehnt an den letzten Punkt: Habe ich Angestellte mit den Kenntnissen, die nötig sind, um den Roboter zu betreiben? Man sollte auch bedenken, wie viele Mitarbeiter dazu in der Lage sind.
Sollte lediglich ein Mitarbeiter die nötigen Fähigkeiten besitzen, besteht das Risiko, dass dieser kündigt, krank wird oder – je nach Alter – in den Ruhestand geht. In dem Fall sollte man frühzeitig anfangen andere Mitarbeiter fortzubilden oder neue Leute einzustellen.
Da auch das Kosten sind, die gerade für ein klein- oder mittelständiges Unternehmen eine Belastung darstellen können, sollte man diese Überlegung bei der Anschaffung miteinbeziehen. Sollte ein Cobot den Anforderungen entsprechen, ist dieser Punkt – dank der einfachen und intuitiven Bedienung kollaborativer Roboter – aber weniger bedeutend.
Quelle: Startup stock photos via pexels.com

Services
Bietet mein Integrator oder ein anderer Dienstleister zusätzliche Dienstleistungen für den Roboter an? Durch Services wie predictive maintenance können Sie Unterbrechungen durch Wartungen und Reparaturen minimieren. Es lohnt sich also, solche Überlegungen in die Auswahl miteinzubeziehen.
Sich über die genannten Punkte Gedanken zu machen, ist ein guter Startpunkt und wichtig, sowohl für den, der den Roboter anschaffen will, als auch den Integrator, der die Vision seines Kunden wahr werden lassen will. Denn:

Du wirst dir selber darüber klar, was du brauchst und erwartest
Man erleichtert dem Integrator seine Arbeit und erhöht die Wahrscheinlichkeit, schneller ein passendes Angebot zu erhalten.
Du kannst das Angebot überprüfen, weil du weißt, welche Fragen du stellen musst, und welche Antworten du darauf erwartest
Man stellt sicher, dass man eine maßgeschneiderte Lösung kriegt, die so effizient und lange wie möglich arbeitet.
Du vermeidest es ein System zu kaufen, dass zwar eine großartige Leistung bringt, aber auch sehr teuer ist und das du im Endeffekt gar nicht voll ausnutzten.


Fazit

Robotik und Automatisierung sind so vielfältig, gerade Laien können sie vorkommen wie Raketenwissenschaft, aber das muss nicht sein. Indem man sich darüber klar wird, was man von einem Roboter erwartet erleichtert man sich und dem Integrator die Arbeit und bringt Licht ins Dunkel.
Man sollte aber darauf achten, dass die Anforderungen realistisch bleiben. Es kann sein, dass zunächst kein passendes Modell findet. Dann wäre es sinnvoll, sich seine Checkliste noch einmal anzusehen, und Merkmale zu priorisieren, oder die Ansprüche an den Preis und Zeitaufwand zu überdenken.

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Verweise
[i] Festo Inc. (2020): “White paper: Robots. There’s one for every job – How to choose the right one”, https://www.automation.com/getmedia/367f437b-000a-4b7c-abeb-2194676db10a/WP_Robots-Overview_EN.pdf?ext=.pdf.
[ii] Bouchard, Samuel (March 13, 2014): “Industrial robots: What are the different types?”, https://blog.robotiq.com/bid/63528/what-are-the-different-types-of-industrial-robots.
[iii] Barnitzke, Armin (September 29, 2020): “Cobots: Das Warten auf den großen Durchbruch“, https://automationspraxis.industrie.de/robotik/cobots-das-warten-auf-den-grossen-durchbruch/.
Foto: Dylan Gillis via Unsplash.com