Kollaborativer Roboter als Gamechanger beim Fachkräftemangel?

Fehlende Fachkräfte sind ein immer akuteres Problem für die deutsche Wirtschaft. Das belegt auch eine Umfrage des Deutschen Industrie- und Handelskammertags (DIHK), bei der fast 22.000 Betriebe befragt wurden. Mehr als die Hälfte der deutschen Unternehmen hat demnach Schwierigkeiten, alle offenen Stellen zu besetzen. Wird der Lexium Cobot, der kollaborative Roboter von Schneider Electric, jetzt zum Gamechanger? Hier erfahren Sie alle Details.

Der Fachkräftemangel bleibt damit eines der größten Probleme für die deutsche Wirtschaft – 2023 nochmal mehr als im Jahr zuvor. Obwohl viele Betriebe aufgrund der schwierigen wirtschaftlichen Lage ihre Personalplanung heruntergeschraubt haben, sind 53 Prozent von ihnen von Personalengpässen betroffen. Immerhin sind das zwei Prozent mehr als noch im Vorjahr. In den nächsten Jahren dürfte sich das Problem weiter verschärfen, denn zwischen 2025 und 2035 gehen die sogenannten Babyboomer der geburtenstarken Jahrgänge in den Sechzigerjahren in Rente. Dem Arbeitsmarkt gehen dadurch Millionen Menschen verloren. Für Deutschlands Wirtschaftswachstum sind das keine guten Aussichten.

Seit den Neunzigerjahren übernehmen in Fabriken Roboter bereits immer mehr Aufgaben, die vorher von Hand erledigt werden mussten. Heute arbeiten in deutschen Fertigungshallen so viele Industrieroboter im Akkord wie in keinem anderen europäischen Land. Ein Ausweg aus der Misere? Schneider Electric sagt „Ja“ und hat sein Automatisierungsportfolio um den kollaborativen Roboter Lexium Cobot erweitert.

Mit ihren vorsichtigen Bewegungen sind Cobots nahezu das komplette Gegenteil traditioneller Industrieroboter. Genau darum erfreuen sich die Leichtbauroboter zunehmender Beliebtheit. Aber was genau macht sie für die Automatisierung so wertvoll?

Die aus mehreren Gelenken bestehenden kollaborativen Roboter verfügen über eine sensible Kraftüberwachung und sind standardmäßig mit Sicherheitsprotokollen ausgestattet. Dadurch können sie, anders als herkömmliche Industrieroboter, ohne weitere Schutzvorrichtungen in direkter Nachbarschaft mit Menschen arbeiten. Und genau das eröffnet gänzlich neue Möglichkeiten für die Automatisierung.

Beispiele aus der Praxis: Hier ist der Lexium Cobot im Einsatz

In Zeiten fehlenden Personals müssen neben den eigentlichen Kernprozessen auch zunehmend vor- und nachgelagerte Schritte automatisiert werden. Mithilfe eines kollaborativen Roboters können Maschinen- und Anlagenbauer:innen, mit vergleichsweise geringem Aufwand, den Automatisierungsgrad ihrer Lösungen maßgeblich erhöhen. So verfügt der Lexium Cobot über eine eigene SPS-Steuerung und kann unkompliziert nachgerüstet werden – etwa in Großbäckereien.

Hier gehörte das regelmäßige Zuführen und Entnehmen von Backblechen an die Fertigungsstraße bisher zum Arbeitsalltag der Angestellten. Doch dank ihres weiten Arbeitsradius und ihrer hohen Beweglichkeit können kollaborative Roboter diese repetitive Arbeit problemlos übernehmen. Die so entlasteten Mitarbeiter:innen lassen sich effektiver einsetzen, wodurch die Effizienz der Produktion insgesamt steigt.

Ein weiteres Beispiel kommt aus der metallverarbeitenden Industrie, der Schmuckherstellung oder der Herstellung zahnmedizinischer Materialien. Hier werden zentrifugale Poliermaschinen eingesetzt. Normalerweise werden diesen die zu bearbeitenden Werkstücke manuell und mit großer Vorsicht beigeführt. Mit einem Cobot lässt sich dieser Vorgang automatisieren. Die dafür notwendigen Bewegungsabläufe kann der Endkunde selbst einstellen und parametrieren – im Fall des Lexium Cobot einfach per grafischer Programmierung oder durch manuelles Führen des Roboterarms, dem sogenannten handgeführten Teaching.

So unterstützt der Lexium Cobot die Qualitätssicherung

Auch in der hauseigenen, hochmodernen Smart Factory von Schneider Electric ist der Lexium Cobot zu finden. Hier ist der kollaborative Roboter als Teil einer teilautomatisierten Fertigungslinie an der Montage von Motorsegmenten beteiligt. Seine Aufgabe ist es, die Wärmeleitpaste zwischen Elektronik und Gehäuse aufzutragen. Da die durch Verlustleistung entstehende Wärme sehr zuverlässig abgeleitet werden muss, um Brände und Defekte zu verhindern, ist ein präzises und wohldosiertes Auftragen der Paste unabdinglich. Aus diesem Grund hatte auch Schneider nach einer Möglichkeit gesucht, diesen zuvor händisch ausgeführten Prozessschritt zu automatisieren. Die einfachste und naheliegendste Lösung war der Einsatz eines behutsamen, flexiblen Roboters, dem Cobot.

Klassische Industrieroboter wären aufgrund ihrer immensen Kräfte und schnellen Bewegungen gänzlich ungeeignet für den Einsatz in der teilautomatisierten Linie mit Mitarbeitenden. Ein Cobot, der seinen Drehmoment sowie die Drehzahl konstant überwacht und über spezielle Sicherheitsprotokolle verfügt, ist dagegen in der Lage, in direkter Nachbarschaft zu seinen menschlichen Kollegen zu arbeiten. Und so übernimmt er nun das Auftragen der Paste. Eine fest neben dem Leichtbauroboter montierte Kamera überwacht den Vorgang.

Der Lexium Cobot als Landwirt?

Das wohl unkonventionellste Beispiel für die Anwendung von kollaborativen Robotern kommt aber nicht aus der Fertigung, sondern aus der Landwirtschaft. So übernimmt ein mit einem Kamerasystem ausgestatteter Lexium Cobot in einer voll automatisierten Vertical Farm des Start-ups vGreens die Erdbeerernte. Hier erntet der Cobot, der auf einer Linearachse montiert wurde, entlang der Pflanzregale die in mehreren Reihen übereinander wachsenden Erdbeerpflanzen.

Um den Reifegrad der Früchte erkennen zu können, soll der Leichtbauroboter zukünftig zusätzlich mit künstlicher Intelligenz versehen werden. Diese erhält er durch die Einbindung in die Automatisierungsplattform EcoStruxure Automation Expert von Schneider Electric, wo die KI-Logik zur Bewertung der Erdbeeren abläuft. In Verbindung mit der Kamera kann die Künstliche Intelligenz dann die genauen Koordinaten einer reifen Beere ermitteln, sodass der Cobot imstande ist, diese mithilfe seines sensitiven Greifers zu pflücken.

Im Video: Sehen Sie, wie der Lexium Cobot Kaffee serviert

Auch auf der Interpack 2023 überzeugt Schneider Electric mit innovativer Robotik

Auch in der Verpackungsindustrie kommt es nicht immer auf Schnelligkeit an. Gerade wenn es um vor- und nachgelagerte Prozessschritte geht, ist oft ein eher vorsichtiges Vorgehen gefragt. Entsprechend häufig war hier bislang der Mensch gefordert. Für diese Tätigkeiten findet sich aber häufig kein Personal mehr. Reinholt Schlechter, der für das lokale OEM Segment von Schneider Electric zuständig ist, erklärt auf der Interpack 2023 dazu: „Viele unserer Kund:innen aus dem Maschinenbau stehen vor der Herausforderung, auch Tätigkeiten rund um den eigentlichen Kernprozess automatisieren zu müssen. Das wird von deren Kund:innen mittlerweile aktiv eingefordert.“

Der Lexium Cobot ist in fünf Modellvarianten verfügbar und kann als Standalone-Lösung in nahezu jeder Industrieanlage nachgerüstet werden. Dank der konstanten Überwachung von Drehmoment und Drehzahl ist der erste kollaborative Roboter des Tech-Konzerns dazu in der Lage, auch äußerst vorsichtige und behutsame Bewegungen auszuführen. So kann im Gegensatz zu klassischen Robotik-Anwendungen auf weitere Schutzvorrichtungen verzichtet werden. Der äußerst bewegliche Roboterarm wird rein grafisch programmiert und lässt sich per handgeführtem Teaching auf neue Bewegungsprofile einstellen.

Fazit: Symbiose von Mensch und Roboter

Die Beispiele zeigen: Kollaborative Roboter werden traditionelle Industrieroboter nicht in etablierten Prozessen ersetzen. Stattdessen ist es mit Cobots möglich, neue Märkte und Applikationen zu erschließen. Dank ihrer behutsamen Bewegungen können sie in unmittelbarer Nähe mit Menschen arbeiten und diese entlasten, indem sie gefährliche oder monotone Aufgaben übernehmen. Das könnte auch dem Fachkräftemangel entgegenwirken.

Hier haben wir alle Vorteile für Sie im Überblick

Schnellere Markteinführung

Lexium Cobot ist in EcoStruxure Machine Expert Twin integriert, wodurch die Planungs-, Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten reduziert und eine schnelle Maschinenlieferung ermöglicht wird.

Reduzierte Betriebskosten

Einfache Integration in bestehende Maschinen- und Produktionssysteme mit minimalen Änderungen an bestehenden Produktionslayouts und geringem Platzbedarf.

Schnelle Einrichtung und Installation

Die Bediener:innen können dem Roboter ohne umfangreiche Programmierung schnell „beibringen“, wohin er sich bewegen muss, was er aufnehmen soll, welche Arbeitsaufgaben er ausführen muss usw.

Fördert die Stärkung der Belegschaft

Cobots können langweilige, repetitive, schwere Arbeit leisten, sodass die Wahrscheinlichkeit von Verletzungen durch das Heben schwerer Lasten, repetitive Belastung usw. geringer ist.