Hannover Messe: MRK und Fog Computing stehen in der Robotik hoch im Kurs

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Exklusive Automationspraxis-Umfrage

Hannover Messe: Roboterbranche treibt MRK und Fog Computing voran

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Neben der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) treibt die Robotik-Branche derzeit vor allem das Thema Datenanalyse voran, zeigt eine exklusive Umfrage der Automationspraxis unter Ausstellern der Hannover Messe (24. bis 28. April 2017). Groß im Trend liegt die fabriknahe Datenaufbereitung via Fog Computing.

„Große Namen, innovative Start-ups und Roboter mit reichlich Feingefühl – wer seine Fabrik mit modernster Robotertechnik ausstatten will, kommt in diesem Jahr an der Hannover Messe nicht vorbei“, schwärmt Arno Reich, Abteilungsleiter für die Automationsthemen in Hannover. Mehr als 60 Roboterfirmen, Systemintegratoren und Anbieter von Greiftechnik zeigen in Hannover Flagge. Eines der Schwerpunktthemen ist die Mensch-Roboter-Kollaboration.

„Gerade kleinere Unternehmen brauchen kosteneffiziente, einfach zu nutzende Lösungen, wenn sie die Chancen der Industrie 4.0 für sich nutzen wollen. Hier kommen die Cobots ins Spiel“, erläutert Reich. Und dies sei mittlerweile in den Köpfen angekommen, weiß Helmut Schmid, General Manager Western Europe des Leichtbau-Pioniers Universal Robots: „Unsere Besucher interessieren sich mittlerweile nicht länger nur für unser bloßes Produkt. Sie kommen gezielt und mit konkreten Anfragen für Applikationen zu uns.“ Auf der Hannover Messe, die man erstmals als deutsche Landesgesellschaft bespiele, präsentiere UR in diesem Jahr daher vorrangig Komplettlösungen mit Vertriebspartnern wie Müller Maschinenbau, IIS UG, Faude sowie Lorenscheit.
Wettbewerb wird dichter
Während UR sowie Kuka mit dem LBR iiwa den deutschen Leichtbau-Robotermarkt lange Zeit relativ ungestört beackern konnten, treten nun vermehrt Wettbewerber auf den Plan. Ein Beispiel ist der smarte Leichtbau-Cobot Franka Emika des gleichnamigen Münchner Hightech-Startups, der mit einem Preis von 10 000 Euro knapp zum echten Kampfpreis zu haben ist. Interessantes Detail am Rande: Kuka (dessen LBR iiwa zwar inzwischen deutlich günstiger vermarktet wird als die anfangs ausgerufenen 100 000 Euro) ist Hauptinvestor der Dachgesellschaft KBee AG.
Auch der Kleinrobotik-Spezialist Denso zeigt einen Leichtbauroboter für die MRK: Cobotta. Der Roboter wiegt 3,8 kg und trägt 500 Gramm. „Mit seiner Kompaktheit eignet er sich hervorragend zum Arbeiten auf begrenztem Raum sowie mit kleinen Teilen – zum Beispiel für Desktop-Anwendungen im Laborbereich“, so Senior Manager Jürgen Küch. Die Steuerung ist in den Roboterarm integriert und lässt sich flexibel integrieren sowie mit Sprachen wie C#, C++, VB programmieren.
Dass man die MRK aber nicht nur mit speziellen Leichtbaurobotern umsetzen kann, zeigt das Beispiel Stäubli. Gerald Vogt, Group Division Manager Robotics: „Wir haben keine teuren Spezialkinematiken für reine MRK-Anwendungen entwickelt, sondern unsere Standardroboter unter Beibehaltung ihrer vollen Leistungsfähigkeit für die Zusammenarbeit mit Menschen qualifiziert.“
Entwicklungsziel war es, die weltweit schnellsten, sicheren Roboter zu bauen. „Und das ist uns in vollem Umfang gelungen“, so Vogt. „Die Safe-Robots der TX2-Robotergeneration beherrschen alle Stufen der Mensch-Roboter-Kooperation, unterliegen aber im Vergleich zu reinen Assistenzrobotern keinen Einschränkungen hinsichtlich Traglast, Dynamik, Reichweite oder Präzision.“
MRK mit Standardrobotern
Ganz neu ist die TX2-touch-Baureihe, die speziell für die anspruchsvollsten Stufen der Mensch-Roboter-Kooperation entwickelt wurde: die direkte Zusammenarbeit mit dem Mitarbeiter. Daher sind die TX2-touch-Modelle mit einer Safety-Skin ausgestattet. Die berührungsempfindliche Oberfläche, die den Roboter wie eine Haut überzieht, sorgt für das sofortige Abstoppen der Fahrt bei direktem Kontakt zum Menschen. „Der Mitarbeiter kann den Roboter durch bloßes Antippen jederzeit stoppen.“ Darüber hinaus besitzt die Sicherheitssteuerung CS9 jede Menge Safety-Features wie Safe Speed, Safe Stop und Safe Zone/Safe Tool.
Ähnlich agiert Comau. Die Italiener haben als MRK-Erweiterung für die hauseigenen Standard-Roboter ebenfalls eine spezielle Schutzhülle entwickelt, die man Aura (Advanced Use Robotic Arm) nennt. Die Schaumstoff-Außenhülle ist mit Näherungs- und Berührungssensoren bestückt und bemerkt so die Nähe und den Kontakt mit einer Person. Für weitere Sicherheit sorgen Laserscanner sowie ein Vision-System zur Arbeitsraum-Überwachung. Hinzu kommen Kraftsensoren an den Handgelenken.
Sensorik im Sockel
Auch Fanuc entwickelt keine speziellen Leichtbauroboter, sondern macht seine Standardroboter fit für die MRK. Die Japaner stecken dazu ihre gelben Roboter zur Polsterung in eine grüne Gummihaut (Grün gilt als besonders freundlich), diese Haut besitzt allerdings keine Sensoren. Bei Fanuc ist die Sensorik, die sehr sensibel auf Erschütterungen reagiert, im Sockel integriert.
Auf dieser Basis hat man bereits 2015 den kollaborativen Roboters CR-35iA herausgebracht, der mit 35 kg Traglast immer noch zu den stärksten seiner Klasse gehört. Nun wurde das MRK-Portfolio um drei kleinere kollaborative Roboter erweitert: CR-4iA, CR-7iA und CR-7iA/L. Der CR-4iA ist mit einer Traglast von 4 kg der kleinste unter den grünen Robotern, während der CR-7iA und CR-7iA/L (langer Arm) 7 kg heben können. Aufgrund der leichten kompakten Bauweise können die Roboter an der Decke oder Wand sowie auf einer mobilen Plattform montiert werden.
Denn mobile Robotik liegt ebenfalls stark im Trend, um die smarte Produktion so flexibel wie möglich zu gestalten. So hat Kuka auf Basis seines Leichtbauroboters LBR iiwa den Kuka Flexfellow als ortsflexible Lösung für die industrielle Montage entwickelt. Die Räder bringen den sensitiven Roboter LBR iiwa dorthin, wo er gebraucht wird.
Roboter machen mobil
Solche kollaborativen Flexfellows sind in der Praxis bereits im Einsatz, etwa im Volkswagen Werk Wolfsburg in der Golf-Serienproduktion, in der Produktion von Geschirrspülern bei BSH Hausgeräte in Dillingen oder in der Siemens Elektromotorenproduktion in Bad Neustadt.
Während der Flexfellow manuell an seinen Platz geschoben wird, hat Stäubli mit Helmo ein Robotersystem entwickelt, das in der Fertigung autonom herumfahren und selbstständig navigieren kann, wobei es sein Umfeld permanent über Laserscanner überwacht. „Helmo wird mit Sicherheit der Eyecatcher auf unserem Messestand“, freut sich Vogt. Auf einer drehbaren Fahrplattform ist ein TX2-90L-Sechsachser mit 15 kg Traglast montiert. Helmo kann vollständig autonom arbeiten oder bei Bedarf dem Menschen kollaborierend zur Seite stehen. „Helmos Stärke ist seine unglaubliche Flexibilität“, schwärmt Vogt. „Er kann im automatischen Betrieb mit der vollen High Speed Performance eines TX2-Sechsachsers loslegen oder aber einen kranken Mitarbeiter an einer manuellen Montagestation ersetzen.“
Auf ins Internet
Neben der MRK beschäftigt die Robotik-Experten ganz stark der Brückenschlag in Richtung Internet und IoT. So hat UR mit der Universal Robots Academy eine frei zugängliche Online-Plattform gestartet, mit der sich Anwender die ersten Schritte der Roboter-Programmierung innerhalb von nur anderthalb Stunden selbst beibringen können. Ein weiteres Online-Angebot ist das Öko-System Universal Robots+. Dort finden Kunden passende Plug&Play-Peripherie-Pakete.
Kuka hat mit dem Kuka Marketplace (shop.kuka.com) ebenfalls eine Online-Plattform für die digitalisierte Kundenansprache geschaffen. „Da unser Produktportfolio stetig wächst, ist eine digitale Handelsplattform unerlässlich, um Kunden eine intuitive Erfahrung und einen umfassenden Überblick über neue Angebote zu ermöglichen“, sagt Chief Technology Officer David Fuller. Der Marketplace bietet den Kunden nicht nur die Möglichkeit, Kuka Produkte zu kaufen, sondern stellt auch Benutzerhandbücher und Videos sowie College-Trainingskurse zur Verfügung.
Vor allem aber sollen auf dem Marketplace Mehrwert Services angeboten werden. Erstes Beispiel ist Kuka Connect, eine cloud-basierte Software-Plattform, mit der die Nutzer jederzeit auf ihre Roboter zugreifen und deren Daten analysieren können. Um dabei nicht Unmengen an Daten in die Cloud zu jagen, nutzt Kuka Connect die Fog-Computing-Plattform des Tochterunternehmens Nebbiolo, welche die Daten fabriknah aufbereitet – also nicht in der hochschwebenden Wolke (Cloud), sondern bodennah im Nebel (Fog). Zudem sorgt der Fognode für die sichere Übertragung der aufbereiten Roboterdaten an die Cloud.
Produktionsausfälle verhindern
Dieser fabriknahe Datennebel ist auch bei Fanuc ein strategisch wichtiges Thema. Mit Field (Fanuc Intelligent Edge Link and Drive) schaffen die Japaner eine Plattform zur Sammlung und Auswertung der Fertigungsdaten von Robotern und Werkzeugmaschinen, die dank offen gelegter Schnittstellen und OPC-Server auch Drittherstellern zur Verfügung steht. Um die großen Datenmengen in Echtzeit auszuwerten sowie Maschinen und Roboter in Echtzeit mit entsprechenden Informationen zu versorgen, findet auch hier die Auswertung in einer Factory Internet Cloud statt, die man zusammen mit dem Fog-Networking-Partner Cisco aufbaut. Zur Analyse der Daten nutzt Fanuc unter anderem die künstliche Intelligenz des strategischen Partners Preferred Networks, ein japanischer Spezialist in Sachen Deep Learning.
Lebensfunktionen überwachen
Auf der Field Plattform laufen Applikationen wie die Operation Management Software MT Linki, die Maschinendaten erfasst, sortiert, hostet und auswertet. So lassen sich die Lebensfunktionen einer Maschine überwachen und Konsequenzen für eine präventive Wartung ziehen. Eine konkrete Umsetzung findet dies im Angebot Zero Down Time (ZDT) zur ausfallsicheren Produktion. Im Einsatz ist ZDT bereits in den USA bei GM. Inzwischen sind laut Fanuc America Tausende von Robotern in 27 Werken via ZDT verbunden.
Auch anderswo steht das Datensammeln und -analysieren hoch im Kurs. So hat Denso den IoT Data Server entwickelt, der über die ORiN Schnittstelle (Open Resource Interface for the Network) Daten von Sensoren, Aktoren und Robotern erfasst und an eine Cloud für die Weiterverarbeitung schickt.
Sehr anschaulich und handfest wird die Datenanalyse bei Schunk. Der Greifspezialist zeigt anhand eines Nutzentrenners für die Leiterplattenproduktion das elektromechanische Greifmodul EGL 90, das Handhabung, Bauteilvermessung und -identifikation sowie eine integrierte Qualitätskontrolle vereint – ohne externe Sensorik. Sämtliche vom Greifer erfassten Prozessdaten werden noch auf Ebene des Greifmoduls in nutzbare Informationen verarbeitet und stehen über eine Schnittstelle sowohl innerhalb der Anlage zur Inline-Prozessregelung als auch auf Cloudlösungen für Data Analytics zur Verfügung.
Digitale Zwillinge groß im Kommen
Weiteres wichtiges Thema für Schunk sind digitale Zwillinge. Um Planung und Auslegung smarter Handling-Lösungen so einfach wie möglich zu gestalten, wird man in Kooperation mit Siemens PLM Software seine elektrisch gesteuerten Greifsystemkomponenten vollständig digitalisieren. Mithilfe der digitalen Abbilder sollen Anwender und Systemintegratoren in die Lage versetzt werden, ihren Engineering-Prozess vom Konzept über Mechanik, Elektrik und Software bis hin zur virtuellen Inbetriebnahme parallel abzubilden.
Der große Hype um die Industrie 4.0 nimmt also in Hannover konkrete Formen an. Stäublis Vogt allerdings mahnt, man solle sich davor hüten, aus dem Begriff Industrie 4.0 mehr zu machen, als sich dahinter verbirgt. „Natürlich sind unsere Roboter in vollem Umfang für die digitale Vernetzung gerüstet. Wir machen daraus aber keine Wissenschaft. Um uns vom Wettbewerb abzusetzen, greifen andere Faktoren bei weitem stärker.“ ↓
Comau Deutschland GmbH
Comau Halle 17, Stand C04
Denso Robotics Europe
Denso Halle 17, Stand B18
Fanuc Deutschland GmbH
Fanuc Halle 17, Stand B29
Kuka AG
Kuka Halle 17, Stand G04
Schunk GmbH & Co. KG
Schunk Halle 17, Stand B26
Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics
Stäubli Halle 17, Stand B04
Universal Robots GmbH
Universal Robots Halle 17, Stand C26
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