Kollege Cobot beschichtet

Pinseln, Sprayen, Lackieren – stundenlang und in höchster Präzision: Das Bearbeiten von Oberflächen ist eintönig und anstrengend. Kollaborierende Leichtbauroboter, kurz Cobots, können Mitarbeitende entlasten und wertvolle Ressourcen freisetzen.

Für viele Betriebe in Deutschland ist der Arbeitskräftemangel bereits Alltag. Laut dem Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz betrifft er unter anderem Handwerksbetriebe sowie die Produktion und Fertigung besonders stark und wird weiter zunehmen. Unternehmen jeder Größe müssen daher umdenken und Alternativen finden, um weiterhin zukunftsfähig aufgestellt zu sein. Eine Möglichkeit: Automatisierung mit Cobots. Im Gegensatz zu traditionellen Industrierobotern sind diese klein, leicht und kosteneffizient. Zudem lassen sie sich schnell und ohne umfassende Programmierkenntnisse in den laufenden Betrieb integrieren. Die Leichtbauroboter automatisieren mittlerweile eine Vielzahl an Aufgaben von der Maschinenbeschickung über das Verpacken bis hin zum Schweißen. Auch in der Oberflächenbearbeitung entlasten sie zunehmend Arbeitskräfte von sich wiederholenden, physisch anstrengenden und ergonomisch ungünstigen Tätigkeiten. Denn ausgestattet mit verschiedenen Sensoren und Kameras, arbeiten die modernen Produktionshelfer mittlerweile so feinfühlig, dass sie auch beim Polieren, Sprayen oder Lackieren zur Anwendung kommen können. Das zeigt das Beispiel des deutschen Unternehmens Beyerdynamic mit Sitz in Heilbronn.

Die Beyerdynamic GmbH ist einer der wenigen Premium-Hersteller von Audiogeräten wie Kopfhörer, Mikrofone oder Lautsprecher, der seine Produkte fast ausschließlich in Deutschland fertigt - und das größtenteils in Handarbeit. Was bei Kunden weltweit Ansehen und Vertrauen genießt, ist in der Fertigung sehr kostspielig. Um weiterhin rentabel am heimischen Standort zu produzieren, sind bei Beyerdynamic zwei kollaborierende Roboter von Universal Robots (UR) im Einsatz.

Beyerdynamic automatisiert in seiner Kopfhörerproduktion einen Arbeitsschritt, bei dem die Membranen der Lautsprecher durch die Beschichtung mit einem Dispersionsmedium verfeinert werden. Vor dem Einsatz der Cobots waren drei Mitarbeitende für diese Aufgabe verantwortlich. Mit einem Pinsel trugen sie das Medium per Hand auf die Membran auf. „Natürlich ist es für den Menschen unmöglich, über lange Zeit hinweg immer gleichmäßig ´zu pinseln´. Irgendwann wird ein Strich nun mal dicker und ein anderer dünner. Entsprechend wiesen unsere Membranen starke qualitative Schwankungen auf“, erklärt Jörg Lang, Produktionstechniker bei Beyerdynamic.

Mittlerweile unterstützen ein UR3 und ein UR5 von Universal Robots, benannt nach ihrer Traglast in Kilogramm, die drei Mitarbeitenden in der Membranbeschichtung. Dafür wurde der Prozess zunächst in zwei Aufgabenbereiche unterteilt: Handling und Spraying. Für die Membranbeschichtung platziert ein Arbeiter im ersten Schritt einen geschweißten Kopfhörerlautsprecher auf einer vordefinierten grünen Fläche. Der Handling-Roboter, ein UR5 mit einer integrierten Robotiq Wrist Camera sowie einem Robotiq 2-Finger Greifer, erfasst das Werkstück und nimmt den Lautsprecher auf. Anschließend legt er diesen auf einen Drehmotor. Dort übernimmt ein UR3 mit einer integrierten Sprühpistole den Spraying-Prozess und beschichtet die Membran durch Aufsprühen des Dispersionsmediums. Im Anschluss legt dann wieder der UR5 den beschichteten Lautsprecher auf einem Tablett ab. Sobald dieses vollständig mit Werkstücken beladen ist, schiebt er es selbstständig weiter, um Platz für neue Teile zu schaffen.

Der Einsatz der Cobots steigerte die Produktivität bei Beyerdynamic innerhalb des Anwendungsbereichs um 50 Prozent bei einer gleichzeitigen Qualitätszunahme der Premium-Kopfhörer. Zudem können sich die Mitarbeitenden stärker wertschöpfenden Tätigkeiten widmen.

Das Beispiel zeigt: Cobots können die Effizienz und Qualität in der Produktion verbessern. Gleichzeitig verleihen kollaborative Applikationen zur Oberflächenbearbeitung Unternehmen die Flexibilität, adäquat auf eine zunehmend volatile Auftragslage zu reagieren und tragen dazu bei, dass diese auch in Zeiten wirtschaftlicher Unruhe wettbewerbsfähig bleiben. Und nicht zuletzt erhöht sich durch den Einsatz dieses modernen Werkzeugs auch die Arbeitgeberattraktivität, die künftig wichtiger denn je sein wird. (OM-6/24)