Robotik-Innovationen für smarte Produktionskonzepte

Die Automatisierungsbranche boomt und die Robotik-Hersteller treiben wegweisende Entwicklungen voran. Das spiegelt sich auf der automatica 2018, von 19. bis 22. Juni auf dem Gelände der Messe München, wider: Hybride Roboter, Cobots, Doppelarmroboter sowie neue Vier- und Sechsachskinematiken machen den Weg frei für smarte Produktionskonzepte.

 

Der vom International Federation of Robotics (IFR) veröffentlichte World Robotics Report 2017 spricht eine klare Sprache: Mit einer durchschnittlichen Roboterdichte von 74 Einheiten pro 10.000 Mitarbeiter (2015: 66 Einheiten) hat der globale Durchschnitt in der Fertigungsindustrie einen neuen Rekord erreicht. Im internationalen Vergleich liegt Europa mit 99 Einheiten an der Spitze, gefolgt von Amerika mit 84 und Asien mit 63 Einheiten. Deutschland belegt mit 309 Einheiten beim Ranking der am höchsten automatisierten Länder der Welt hinter Südkorea und Singapur Platz drei.

Von der Messe- in die Fabrikhalle

Wie schnell heute wegweisende Robotikentwicklungen den Weg von der Messe- in die Fabrikhalle finden, beweist KLARA. Der kollaborative Roboter von Universal Robots arbeitet in der Audi A4 /A5-Montage ohne Schutzzaun Seite an Seite mit Menschen. Die »Klebstoffapplikation mit Roboter Assistenz«, kurz KLARA, leistet wertvolle Unterstützung beim Einbau von CFK Dächern in das Audi RS 5 Coupé. Damit setzt Audi erstmals im Stammwerk Ingolstadt einen MRK-Leichtbauroboter zum Klebstoffauftrag in der Endmontage ein. Im Karosseriebau sowie in der Motorenmontage sind bereits ähnliche Roboter in die Produktion integriert.

Auf der automatica werden die Themen Cobots und Mensch-Roboter-Kollaboration bei Roboterherstellern aus aller Welt im Mittelpunkt stehen. Wie weit die fortschrittlichsten Ansätze hier greifen, beweist KUKA unter dem Motto »industrial intelligence 4.0 beyond automation«.

KUKA hat mit dem LBR iiwa den Grundstein für die sensitive und sichere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine gelegt. Künftig soll der Roboter aber nicht mehr nur im industriellen Umfeld assistieren, sondern sich zum alltäglichen Begleiter des Menschen entwickeln. Dazu müssen alle Schnittstellen vereinfacht werden – ob für Programmierung, Inbetriebnahme, Bedienung, Analyse oder Service. Auf der automatica zeigt KUKA neue Lösungen, die den Bereich der Cobots für industrielle wie allgemeine Anwendungen abdecken.

Smart Production und Scara-Weltpremiere

Mit einem bunten Mix an Neuheiten reist Stäubli nach München. Auf dem Messestand demonstriert der Aussteller seine Vorstellung einer digital vernetzten Produktion. »Tatsächlich scheuen wir für die automatica keinen Aufwand und zeigen in einer Smart Production Linie, wie Roboter und mobile Robotersysteme in direkter Interaktion mit Menschen im Industrie 4.0-Verbund Komponenten für Werkzeugwechselsysteme produzieren. Damit beweisen wir, dass sich mit Stäubli Lösungen Produktionsszenarien der Zukunft bereits heute abbilden lassen«, so Stäubli Robotics Chef Gerald Vogt.

Weiteres Highlight wird die Weltpremiere einer neuen Scara-Generation mit komplett gekapseltem Design und integriertem Kabelbaum sein, bei der Stäubli erstmals die von den Sechsachsern bekannte JCS-Antriebstechnik einsetzt. Durch diesen Technologiesprung lässt sich erstmals bei den Vierachsern ein Hygienedesign realisieren, das den Weg frei macht für neue Anwendungen in sensitiven Bereichen wie der Food-, Medizin-, Pharma- und Kosmetikindustrie.

Fabrik von morgen

Die Fabrik von heute und morgen, die individuelle Lösungen zwischen Vollautomation und manueller Arbeit erfordert, steht auch bei Fanuc im Mittelpunkt des Messeauftritts. Dabei spielen zuverlässige Komponenten, gut durchdachte Konzepte und zukunftsorientierte Datenstrukturen gleichermaßen starke Rollen. Die automatica bietet mit ihrer Messekonzeption eine hervorragende Möglichkeit, die Einflussfaktoren detailliert und übersichtlich zu präsentieren. Wichtige Begriffe dabei: FIELD/Internet of Things, kollaborative Roboter, Deep Learning.

»In München zeigen wir zusammen mit verschiedenen Partnern anhand von praxisnahen Applikationen unsere Vorstellung von Fabrikautomation. Die automatica bietet wie keine andere Messe eine Plattform dafür. Im Rampenlicht stehen die neue Fanuc Scara Serie, die ganze Welt der kollaborativen Roboter sowie weitere einzigartige Robotermodelle wie der Weltrekordhalter M-2000iA«, so Ralf Winkelmann, Geschäftsführer Fanuc Deutschland GmbH. Um ein möglichst breites Spektrum an Applikationen abdecken zu können, hat der Anbieter zwischenzeitlich rund 200 unterschiedliche Robotermodelle entwickelt.

Hybridroboter im Praxiseinsatz

Yaskawa wird auf der automatica 2018 durchgängige System- und Automationslösungen zeigen. Ein Highlight am Stand des japanischen Herstellers sind zwei Motoman HC10 mit 1,2 m Reichweite und 10 kg Handhabungsgewicht. Die Bezeichnung HC steht für »Human Collaborative«. Diese hybriden Roboter lassen sich sowohl für Standardapplikationen als auch für kollaborative Anwendungen einsetzen.

Ausgestattet mit einem MRK-Greifer und einem Schraubautomaten in MRK-Ausführung werden sie in einer neuen Demozelle Flaschenöffner montieren und an die Standbesucher verteilen. Die Steuerung der Anlage erfolgt über ein Vipa-Touch-Panel von Yaskawa und ist mit speziellen, neuen Sicherheitstrittmatten ausgestattet. Die geforderte Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Bediener gewährleistet der HC10 durch eine ausgereifte, sechsfache Kraft- und Momentenüberwachung.

Dualarm-Roboter und mehr

Epson verweist in München zusammen mit Partnerunternehmen auf sein breites Lösungsportfolio aus der Automatisierungstechnik. Im Fokus steht dabei der Launch des WorkSense W-01 Doppelarmroboters, der sich besonders für die Produktion individueller Produkte in niedriger Stückzahl eignet. »Dieser Dualarm-Roboter, der auf der automatica 2018 Premiere feiert, ist in der derzeitigen Ausbaustufe noch nicht für die Mensch-Roboter-Interaktion geeignet. Aufgrund ihrer multisensorischen Fähigkeiten können wir die Maschine aber sehr schnell für MRK-Anwendungen qualifizieren. Wann wir diesen Schritt gehen, wird auch von der Nachfrage auf der Anwenderseite abhängen«, betont Volker Spanier, Head of Robotic Solutions, Epson Europe. Zudem werden Neuheiten der T6-Scara- und VT6-L Sechsachser-Baureihen als Einstiegsmodelle für günstige Automationslösungen vorgestellt.

Gute Arbeit in der Smart Factory

Mit einem wichtigen Aspekt bei der Robotik- und Industrie 4.0-Euphorie setzt sich der VDMA Robotik + Automation auf der automatica auseinander. Die Sonderschau »Der Mensch in der Smart Factory« greift dazu aktuelle Fragestellungen auf: Wie kann der Mensch im Mittelpunkt bleiben? Welche Rolle spielt der »analoge« Mensch in der digitalen Fabrik?

»Fingerfertigkeit und Adaptivität des Menschen werden unerreicht bleiben, doch Assistenzsysteme bringen manuelle Montagevorgänge erstmals auf die geforderte Null-Fehler-Qualität. Die Kommunikation von Mensch und Maschine wird intuitiv. Die Kombination von Mensch und Maschine besonders leistungsstark. Dabei werden Arbeitsplätze ergonomischer und interessanter als jemals zuvor«, so Patrick Schwarzkopf, Geschäftsführer, VDMA Robotik + Automation. Wer wissen will, warum der Mensch zentral bleibt in der digitalen Fabrik, sollte sich den Besuch der Sonderschau in der Halle B4 nicht entgehen lassen.


 

Roboterdichte steigt weltweit auf neuen Rekord

© Universal Robots

Die Automation der Volkswirtschaften läuft weltweit auf Hochtouren: Mit einer durchschnittlichen Roboterdichte von 74 Einheiten pro 10.000 Mitarbeiter hat der globale Durchschnitt in der Fertigungsindustrie einen neuen Rekord erreicht (2015: 66 Einheiten). Aufgeschlüsselt nach Regionen liegt die durchschnittliche Roboterdichte in Europa bei 99 Einheiten, in Amerika bei 84 und in Asien bei 63 Einheiten.

Die Top 10 der am meisten automatisierten Länder der Welt sind:

  1. Südkorea
  2. Singapur
  3. Deutschland
  4. Japan
  5. Schweden
  6. Dänemark
  7. USA
  8. Italien,
  9. Belgien
  10. Taiwan

Dies sind Ergebnisse aus dem World Robotics Report 2017, der von der International Federation of Robotics (IFR) veröffentlicht wurde [1].

»Die Roboterdichte ist ein wichtiger Vergleichsstandard, um die Unterschiede im Automatisierungsgrad der Fertigungsindustrie verschiedener Ländern zu berücksichtigen«, sagt Junji Tsuda, Präsident der International Federation of Robotics. »Aufgrund der sehr zahlreichen Roboterinstallationen in Asien während der letzten Jahre weist die Region die höchste Wachstumsrate auf: Zwischen 2010 und 2016 lag die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate der Roboterdichte in Asien bei 9 Prozent, in Amerika bei 7 Prozent und in Europa bei 5 Prozent«.

Asien

Die Entwicklung der Roboterdichte in China war die dynamischste weltweit. Insbesondere zwischen 2013 und 2016 verzeichnete das Reich der Mitte ein starkes Wachstum bei den Installationen: Die Roboterdichte stieg von 25 Einheiten im Jahr 2013 auf 68 Einheiten im Jahr 2016. Heute liegt China weltweit auf Platz 23. Die chinesische Regierung will diese Entwicklung weiter forcieren und bis 2020 in die Top 10 der am stärksten automatisierten Nationen der Welt aufsteigen. Bis dahin soll die Roboterdichte auf 150 Einheiten steigen. Darüber hinaus sollen bis 2020 insgesamt 100.000 im Inland produzierte Industrieroboter verkauft werden (2017: 27.000 Einheiten chinesischer Roboterlieferanten, 60.000 Einheiten ausländischer Roboterlieferanten).

Weltweit hat die Republik Korea die mit Abstand höchste Roboterdichte in der Fertigungsindustrie – eine Position, die das Land seit 2010 hält. Die Roboterdichte übertrifft den globalen Durchschnitt um gut das Achtfache (631 Einheiten). Diese Rate ist das Ergebnis der fortgesetzten hohen Anzahl von Roboterinstallationen – insbesondere in der Elektro-/Elektronikindustrie und in der Automobilindustrie.

Singapur folgt an zweiter Stelle mit einer Rate von 488 Robotern pro 10.000 Mitarbeiter im Jahr 2016. Rund 90 Prozent der Roboter sind in der Elektronikindustrie in Singapur installiert.

Japan rangiert auf Platz vier der Welt: 2016 wurden 303 Roboter pro 10.000 Beschäftigte in der Fertigungsindustrie installiert – fast so viele wie im drittplatzierten Deutschland (309 Einheiten). Japan ist der weltweit führende Industrieroboterhersteller: Die Produktionskapazität der japanischen Zulieferer erreichte 2016 mit 153.000 Einheiten den höchsten jemals registrierten Wert. Heute decken japanische Hersteller 52 Prozent des weltweiten Bedarfs.

Nordamerika

Die Roboterdichte in den Vereinigten Staaten stieg im Jahr 2016 sehr dynamisch auf 189 Einheiten an – die USA belegen damit den siebten Platz weltweit. Seit 2010 hat die Modernisierung der inländischen Produktionsanlagen den Roboterabsatz in den USA angekurbelt. Hauptgrund für dieses Wachstum war der anhaltende Trend zur Automatisierung der Produktion, um die amerikanischen Industrien im internationalen Wettbewerb zu stärken. Ziel war zudem, die Produktion im eigenen Land zu halten oder in einigen Fällen auch die Produktion aus dem Ausland zurück zu holen. Die Automatisierung der Automobilindustrie mit Industrierobotern macht rund 52 Prozent des Gesamtumsatzes im Jahr 2016 aus. Der Roboterabsatz in den USA wird zwischen 2017 und 2020 weiter um durchschnittlich mindestens 15 Prozent pro Jahr steigen.

Die Roboterdichte in Kanada stieg kontinuierlich auf 145 Einheiten im Jahr 2016 (Rang 13 weltweit) – ebenfalls hauptsächlich getrieben durch Installationen in der Automobilindustrie.

Mexiko ist vor allem eine Produktionsdrehscheibe für Automobilhersteller und Automobilzulieferer, die in die USA und zunehmend auch nach Südamerika exportieren. Mit einem Anteil von 81 Prozent im Jahr 2016 ist die Automobilindustrie der mit Abstand größte Abnehmer. Die Roboterdichte liegt immer noch weit unter dem Weltdurchschnitt von 74 Einheiten – aktuell bei 33 Einheiten und damit auf Platz 31 der Weltrangliste

Europa

Das am stärksten automatisierte Land in Europa ist Deutschland – mit 309 Einheiten im weltweiten Vergleich auf Platz 3. Der Jahresabsatz und der operative Bestand an Industrierobotern im Jahr 2016 hatten einen Anteil von 36 Prozent beziehungsweise 41 Prozent am gesamten Roboterabsatz in Europa. Zwischen 2018 und 2020 wird der jährliche Absatz in Deutschland aufgrund der steigenden Nachfrage nach Robotern in der allgemeinen Industrie und in der Automobilindustrie weiterhin um durchschnittlich mindestens 5 Prozent pro Jahr wachsen.

Frankreich hat eine Roboterdichte von 132 Einheiten (Platz 18 der Weltrangliste). Das liegt zwar deutlich über dem globalen Durchschnitt von 74 Robotern – ist aber im Vergleich zu anderen EU-Ländern relativ schwach. EU-Mitglieder wie Schweden (223 Einheiten), Dänemark (211 Einheiten), Italien (185 Einheiten) und Spanien (160 Einheiten) sind mit Industrierobotern im Fertigungsbereich wesentlich stärker automatisiert. Die neue Regierung in Frankreich ist allerdings dabei, die Wettbewerbsfähigkeit des Landes im verarbeitenden Gewerbe zu stärken. Dies könnte dazu führen, dass in den nächsten Jahren neue Roboter installiert werden. Im Jahr 2017 dürfte die Zahl der Roboterinstallationen in Frankreich um rund 10 Prozent gestiegen sein. Zwischen 2018 und 2020 ist mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate zwischen 5 und 10 Prozent zu rechnen.

Als einziges G7-Land hat Großbritannien mit 71 Einheiten eine Roboterdichte unter dem Weltdurchschnitt von 74 Einheiten (Rang 22). Die allgemeine Industrie benötigt dringend Investitionen, um die Produktivität zu modernisieren und zu steigern. Die geringe Roboterdichte ist ein Indiz für diese Tatsache. Trotz der Entscheidung die EU zu verlassen werden derzeit viele Investitionspläne zur Kapazitätserweiterung und Modernisierung ausländischer und lokaler Automobilunternehmen angekündigt. Es ist aktuell noch nicht absehbar, ob Unternehmen aufgrund der unsicheren Lage bei den Zöllen mit Investitionen zurückhaltend sein werden.

Die Länder Slowenien (137 Einheiten, Rang 16 der Welt) und die Slowakei (135 Einheiten, Rang 17 der Welt) weisen eine Roboterdichte auf, die sogar die Schweiz übertrifft (128 Einheiten, Rang 19 der Welt). Die Tschechische Republik liegt mit 101 Einheiten auf Platz 20 der Weltrangliste. Die Roboterlieferungen in Tschechien und der Slowakei hängen vor allem von der Nachfrage der Automobilindustrie ab. Slowenien ist unter den Balkanländern das führende Land: 60 Prozent des gesamten Angebots in dieser Region gingen an die Automobilindustrie in Slowenien (387 Einheiten, 33 Prozent mehr als im Jahr 2015).

 

[1] Das IFR Statistical Department veröffentlicht jedes Jahr zwei Studien zur Robotik: World Robotics – Industrieroboter: Dieser einzigartige Bericht liefert weltweite Statistiken über Industrieroboter in einheitlichen Tabellen und ermöglicht aussagefähige Ländervergleiche. Er enthält statistische Daten aus circa 40 Ländern, aufgeschlüsselt nach Anwendungsbereichen, Industriesektoren, Roboterarten und anderen technischen und wirtschaftlichen Aspekten. Für ausgewählte Länder sind Produktions-, Export- und Importdaten aufgeführt. Trends bei Roboterdichte, etwa die Anzahl von Robotern auf je 10.000 Beschäftigte in relevanten Sektoren, werden ebenfalls dargestellt.
World Robotics – Serviceroboter: Dieser einzigartige Bericht liefert weltweite Statistiken über Serviceroboter, Marktanalysen, Fallstudien und internationale Forschungsstrategien zu Servicerobotern. Die Studie wird in Zusammenarbeit mit unserem Partner Fraunhofer IPA, Stuttgart erarbeitet.
The International Federation of Robotics: www.ifr.org / www.worldrobotics.org

 

 


 

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