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Neuer Kuka-Kleinroboter KR 3 Agilus

"Volltreffer für die Elektronikindustrie"

Was können Roboter in der modernen Elektronikfertigung leisten? Der Roboterhersteller Kuka sieht in dieser Hinsicht ein breites Aufgabenspektrum und folglich hohes Potenzial. Deshalb wurde der neueste Zuwachs im Portfolio des Augsburger Unternehmens - der KR 3 Agilus - speziell auf die Anforderungen im sogenannten 3C-Markt ausgelegt. Was das im Detail bedeutet, darüber hat ROBOTIK UND PRODUKTION mit Wolfgang Schiller, dem Verantwortlichen bei Kuka Roboter für die Elektronikbranche, und der Produktmanagerin für den neuen Roboter, Eeva-Maria Kittilae, gesprochen.

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Das neue Kuka-Leichtgewicht KR 3 Agilus ist auf Traglasten von bis zu 3kg ausgelegt.

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ROBOTIK: Der Automobilbau ist immer noch das Segment, in dem sich mit Abstand die meisten Roboter finden lassen. Kuka adressiert mit seinem Portfolio aber längst auch andere Industriebereiche.

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Das Gespräch mit Wolfgang Schiller und Eeva-Maria Kittilae fand statt im neuen Technologie- und Entwicklungszentrum am Kuka-Stammsitz in Augsburg.

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Wo liegt abseits von Automotive das meiste Potenzial?

Wolfgang Schiller: Die Historie von Kuka Roboter liegt in der Tat im Automobilbau - hier ist das Unternehmen groß geworden. Um dem Marktrend Rechnung zu tragen, engagieren wir uns aber seit über zehn Jahren auch stark in weiteren Branchen. Entsprechend hat sich Kuka vor zwei Jahren ergänzend zur geografischen Vertriebsstruktur auch nach Divisionen aufgestellt, die ganz gezielt homogene Marktsegmente adressieren: Automotive, die Metallindustrie, Maschinenautomation, den Bereich Consumer Goods, Healthcare und Medical, das Segment Industrial Business Development - zu dem z.B. der Kuka Coaster gehört - und der Bereich Electronics.

ROBOTIK: Welches Gewicht hat die Elektronikfertigung in diesem Verbund?

Schiller: Dieser Bereich, den wir 3C - Computer, Communication- und Consumer-Electronics - nennen, war früher ein bisschen das Stiefkind bei Kuka. Der Erfolg des Unternehmens stammt ja, wie eingangs beschrieben, von Robotern für große Produkte und schwere Traglasten. Das Applikationsspektrum, bei dem es um kleine Bauteile, geringe Traglasten und kompakte Roboterzellen geht, fokussieren wir seit dem Start unserer Agilus-Familie.

Eeva-Maria Kittilae: Diese Baureihe hat sich aber schnell zu unserem Erfolgsträger in der General Industry entwickelt - sie bietet hohe Taktraten und ist ursprünglich mit einer Traglastklasse von 6 bis 10kg an den Start gegangen. In der Elektronikfertigung sind die Agilus-Modelle aber dennoch teilweise an Grenzen gestoßen, denn dort gibt es extrem wenig Platz, weswegen Zellen so kompakt wie möglich aufgebaut sein müssen. Diesen speziellen Anspruch können wir mit dem neuen KR 3 Agilus jetzt besonders gut bedienen und Roboterzellen auf einer Grundfläche von nur 600x600mm realisieren.

ROBOTIK: Obwohl sehr schnelllebig und von manuellen Tätigkeiten geprägt, ist die Elektronikfertigung also ein spannender Markt für Kuka?

Schiller: Die Branche ist technologisch getrieben wie keine zweite und hat extrem kurze Produktlebenszyklen. Dort wo Technologieentscheidungen sehr kurzfristig getroffen werden, ist es grundsätzlich nicht einfach zu automatisieren - nicht aus technischer Sicht, sondern aus Gründen der Vorlaufzeit und des Return on Invests.

Kittilae: Der Mensch war aus diesem Blickwinkel heraus eben die flexiblere und günstigere Lösung. Aber insbesondere in China sind die Lohnkosten in den letzten Jahren enorm gestiegen und dieser Trend setzt sich mit gleicher Geschwindigkeit fort. Die Elektronikproduzenten müssen sich jetzt einfach nach Alternativen umschauen.

Schiller: Und so durchlebt die Elektronikindustrie aktuell eine zweite Welle der Automatisierung. In der ersten Phase wurden die klassischen Prozesse automatisiert - von der Werkzeugmaschine über die Logistik bis zu der SMT-Fertigung. In der zweiten Phase werden jetzt auch immer mehr Roboter für Montage- und Handling-Aufgaben eingesetzt und die Nachfrage hat sich sehr stark entwickelt. Damit war bei Kuka die Zeit reif für eine exakt passende Lösung. Anders als viele große Roboter, die sehr vielseitig sein müssen, haben wir den KR 3 Agilus ganz spezifisch ausgelegt. Unser Anspruch in Bezug auf Qualität, Performance und Kosten lautete, einen Volltreffer für das 3C-Segment zu landen. Deswegen sind wir in der Entwicklung von Anfang an lösungsorientiert vorgegangen und haben uns auf den Kundennutzen konzentriert. Im Ergebnis können wir der Elektronikbranche genau das bieten, was sie benötigt - alles Unnötige haben wir weggelassen.

ROBOTIK: Die Elektronikbranche folgt also - was die Robotik anbelangt - ihren eigenen Gesetzen?

Schiller: Richtig, denn ein typischer Elektronikproduzent plant höchstens zwei bis drei Jahre voraus. Aufgrund der Schnelllebigkeit der Produkte und des Marktes, kann er heute gar nicht abschätzen, welche Produkte er in drei Jahren fertigen und welche Komponenten und Materialien er dafür einsetzen muss. Ein Beispiel aus der Praxis: Wenn ein Smartphone-Anbieter beschließt in der nächsten Generation das Gehäuse seiner Geräte von Kunststoff auf Metall umzustellen, muss der Auftragsfertiger umgehend reagieren und benötigt quasi von jetzt auf gleich CNC-Maschinen statt Spritzgießmaschinen. In der Folge muss es sich für ihn rechnen, Anlagen aufzubauen, die nach wenigen Jahren weiterverkauft oder zumindest anders wiederverwendet werden. Dieser Ansatz macht vor der Robotik nicht Halt. Natürlich hält unser Roboter länger als zwei Jahre. Die Philosophie der Branche lautet aber: Es gibt in den meisten Fällen keine längerfristigen Investitionen, es gibt nur Anschaffungen für ein konkretes Kunden-Projekt.

ROBOTIK: Wie stehen die Chancen, dass durch Automatisierung und den Einsatz von Robotern die Elektronikfertigung in Märkten wie Europa und den USA wieder zunimmt?

Schiller: Roboter ermöglichen inzwischen sehr flexible, smarte und wirtschaftliche Lösungen, mit denen es auch wirklich Sinn macht, lokal zu produzieren. Kombiniert mit den Schlagworten Dezentralisierung und Mass-Customization lassen sich viele verschiedene attraktive Ideen und Geschäftsmodelle entwickeln. Deshalb sehe ich mittelfristig schon eine Tendenz, dass die Elektronikfertigung in den westlichen Ländern wieder zunimmt. Aber nicht auf asiatischem Level. China ist mit Abstand der größte Markt - im Prinzip das Produktionshaus der Elektronikindustrie - und das wird auch zunächst so bleiben.

ROBOTIK: Was prädestiniert den KR 3 Agilus über die kompakten Abmessungen hinaus für diese Branche?

Kittilae: Der KR 3 ist nicht nur besonders kompakt, sondern auch sehr leicht - mit einem Gewicht von nur 26kg ermöglicht er einfache Zellenkonzepte und kann flexibel in ganz unterschiedlichen Positionen integriert werden. Abseits von Größe und Gewicht sind in der Elektronikfertigung besonders hohe Taktraten gefragt. Der KR 3 Agilus erüllt diesen Anspruch als schnellster Sechsachser im Traglastbereich von 3kg auf dem Markt außergewöhnlich gut und ist dabei auch sehr präzise, was für Handling und Montage von kleinen Bauteilen unerlässlich ist.

ROBOTIK: Es ist also primär der Dreiklang aus Baugröße, Geschwindigkeit und Präzision, den Sie hier bedienen müssen?

Kittilae: Das kann man so sagen. Dazu kommt aber auch eine hohe Qualität: Der Roboter ist zuverlässig und wartungsarm, was für den Einsatz in der hochvolumigen Produktion ebenfalls sehr wichtig ist. Dem gegenüber steht ein attraktiver Return on Invest, den der KR 3 Agilus ebenfalls bietet.

ROBOTIK: Wie wird der neue Roboter bei Ihren Kunden angenommen?

Kittilae: Bereits bei der Premiere des KR 3 Agilus auf der Hannover Messe im April haben wir sehr gutes Feedback bekommen. Viele Kunden haben gesagt, dass sie schon lange auf einen Kuka-Roboter in dieser Traglast-Klasse gewartet haben, den man in der Fertigung für kleine Bauteile und Produkte einsetzen kann. Und weil die Agilus-Familie bereits seit vier Jahren erfolgreich in vielen verschiedenen Märkten und Applikationen im Einsatz ist, konnten wir mit dem daraus generierten Know-how das Kuka-Kleinroboterportfolio - genau für dieses Segment - abgestimmt erweitern.

ROBOTIK: Welche konkreten Tätigkeiten übernimmt der KR 3 in der Elektronikfertigung?

Kittilae: Als Sechsachsroboter ist er sehr flexibel und für viele Aufgaben geeignet. Der Fokus liegt neben dem Kleinteil-Handling und Pick&Place auf der Montage. Dort umfassen die Einsatzmöglichkeiten Fügeprozesse, Löten und Kleben aber auch Schraubprozesse, für die es einen riesigen Bedarf gibt. Darüber hinaus eignet sich der KR 3 auch für Bauteiltests und Verpackungsapplikationen. Solche Aufgaben kann er natürlich auch außerhalb des Bereichs Electronics übernehmen, z.B. bei der Herstellung von Verbrauchsgütern oder in der Textil- und Kunststoffindustrie. Sogar aus dem Automobilbereich kamen schon viele Anfragen.

ROBOTIK: Gibt es - was die Bauteile und Produkte angeht - bestimmte Maximal- oder Minimalgrößen?

Kittilae: Nein, nicht pauschal. Bei größeren Bauteilen muss man auf Traglast und Trägheit achten. Bei den ganz kleinen hingegen ist der Roboter nicht der limitierende Faktor, sondern der Greifer. Richtig ausgestattet, kann der KR 3 Agilus sogar M1-Schrauben einsetzen.

ROBOTIK: Inwiefern macht die kurze Amortisierung der Investitionskosten den neuen Kleinroboter auch für den KMU-Bereich interessant?

Kittilae: Dadurch, dass der KR 3 Agilus trotz seiner Wirtschaftlichkeit viel Flexibilität bietet, liegt er durchaus auch im Augenmerk des Mittelstands. Hier kommt sehr ausgeprägt das Bedürfnis nach einfacher Installation, Inbetriebnahme und Programmierung hinzu, was die Software leisten muss. Kuka setzt stark auf zukunftsfähige Engineering Tools und bietet heute schon sehr interessante Möglichkeiten. So kann der Anwender mit MX Automation z.B. den Roboter in seiner gewohnten SPS-Sprache programmieren. Ein anderes Beispiel haben wir auf der Hannover Messe mit dem grafisch orientierten Entwicklungsansatz der Sunrise-Umgebung für den LRB iiwa vorgestellt. Im Zukunft wollen wir diese Engineering-Ansätze auch auf die klassischen Robotern übertragen.

Schiller: Unser Ziel ist es, den Prozess von Installation, Integration, Konfiguration und Inbetriebnahme im Sinne einer ganzheitlichen Lösung zu vereinfachen. Das ist zum Großteil nur über die funktionale Performance der Software zu realisieren. Gleichzeitig muss diese aber für den Anwender immer intuitiver zu beherrschen sein. Eine spannende Studie in dieser Hinsicht gab es ebenfalls auf dem Kuka-Messestand in Hannover zu sehen: Agilus CC - Cobotic Concept. Hier hat der Anwender einerseits die Möglichkeit, den Roboter per Hand zu führen und den Konfigurationsprozess durch einfaches Teach-in anstatt durch aufwendige Programmierung zu lösen. Andererseits wurde der Roboter in eine limitierte Geschwindigkeit versetzt und mit einem System ausgerüstet, das Kontakt von außen erkennt. Aus der Kombination von wenig Gewicht, niedriger Geschwindigkeit und ungefährlichen Werkzeugen resultiert eine deutlich reduzierte Gefährdung von Menschen in unmittelbarer Umgebung. Solche Ansätze sind in Zeiten, in denen alle von Mensch/Maschine-Kollaboration sprechen, sehr vielversprechend.

ROBOTIK: Bislang schließen sich hohe Taktraten und eine direkte Zusammenarbeit vom Menschen mit dem Roboter noch aus. Wie stehen die Chancen für MRK in der Elektronikfertigung?

Kittilae: Es werden in der Electronics-Industrie bereits unterschiedliche Ansätze miteinander kombiniert. Der KR 3 Agilus kommt aufgrund seiner Geschwindigkeit in klassisch abgesicherten Umgebungen und Produktionslinien zum Einsatz. Aber es gibt auch einen Bedarf an Roboterlösungen, mit denen einzelne Stationen nach MRK-Gesichtspunkten aufgebaut werden, und an denen Mensch und Roboter gemeinsam arbeiten. Hier können wir uns gut mit dem LBR iiwa einbringen.

Schiller: Bei Betrachtung der Gesamtkosten kann auch der LBR iiwa für Applikationen in der Elektronikindustrie sehr interessant sein - immer dann, wenn es primär nicht um hohe Taktraten und Genauigkeit geht, der Anwender aber kostenintensive Ausstattung wie Sicherheitstechnik, Schutzzäune und Sensorik- oder Kamerasysteme einsparen kann.

ROBOTIK: Vielen Dank für das Gespräch.

KUKA Roboter GmbH

Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 2 2016 - 13.06.16.
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