Maßgeschneiderte Greifsysteme
Plug&Work für Cobots
Nach dem Erfolg des Plug&Work-Portfolios für Universal Robots erweitert Schunk die Idee der einfachen Cobot-Ausrüstung auf die Leichtbauroboter von Doosan Robotics und Techman Robot. Im Interview erläutert Benedikt Janßen, Leiter Produktvertrieb Mechatronik, wo die Vorteile der maßgeschneiderten Programme liegen und wie das Unternehmen die Entwicklung der Cobotik einschätzt.
Bild: Schunk GmbH & Co. KG
Bild: Schunk GmbH & Co. KGHerr Janßen, wie erleben Sie die aktuelle Entwicklung der Cobots und wo liegt der besondere Reiz?
Benedikt Janßen: Cobots haben sich vor allem durch die Aktivitäten von Universal Robots zu einem Trendthema der Automation entwickelt. Das Interessante an dem Segment ist, dass klassische Industrieroboter ein deutlich höheres Budget und mehr Knowhow erfordern als die aktuelle Cobot-Generation - und zwar sowohl bei der Inbetriebnahme als auch im laufenden Betrieb. Hinzu kommt, dass Cobots den Spieltrieb wecken. Plötzlich überlegen Anwender und Branchen, die bislang nichts mit Robotern zu tun hatten, wie sie Cobots einsetzen können und realisieren oft spielerisch erste Anwendungen.
Hat mit der smarten Bedienung von Cobots die bislang doch recht aufwändige und vielleicht auch abschreckende Programmierung von Robotern ihren Schrecken verloren?
Janßen: Das können wir tatsächlich feststellen. Cobots werden nicht mehr über eine Programmiersprache programmiert, sondern über eine grafische Oberfläche. Konstruktion, Konfiguration und Auslegung, Montage und Inbetriebnahme wurden seitens der Hersteller so vereinfacht, dass sich auch Einsteiger zurechtfinden. Unterschiedliche Automationsszenarien lassen sich einfach realisieren, sei es, wie bei herkömmlichen Industrierobotern, in voneinander abgetrennten Bereichen oder unmittelbar im Umfeld des Menschen.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGHat dieser Trend Auswirkungen auf die Werkzeuge, also etwa auf die Greifer von Schunk?
Janßen: Ja, durchaus. Gerade Automationseinsteiger sind häufig überfordert, wenn sie den 1.800 Seiten starken Schunk-Greiferkatalog in die Hand nehmen. Mit unseren Plug&Work-Portfolios für die Leichtbauroboter von Universal Robots, Doosan Robotics und Techman Robot bündeln wir nun gezielt solche Komponenten, mit denen 80 Prozent aller Cobot-Anwendungen zuverlässig abgedeckt werden können. Anwender haben die Möglichkeit, sich frei in diesen Portfolios zu bedienen, da die Komponenten stets zum entsprechenden Cobot passen. Im Kern geht es darum, dass Nutzer schnell, wirtschaftlich und ohne Umwege produktive Ergebnisse erzielen, indem das Expertenwissen von Schunk in den Portfoliokomponenten gebündelt und zugleich ein Overengineering vermieden wird.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGDie Idee, exakt auf die jeweiligen Roboter abgestimmte End-of-Arm Tools anzubieten, ist nicht ganz neu. War das Plug&Work-Portfolio für Universal Robots eine Art Testballon von Schunk?
Janßen: Dieses Portfolio war ein erster Schritt. UR ist einer der Pioniere bei Cobots und hat aktuell den höchsten Marktanteil. Daher war es konsequent, mit diesem Programm zu starten. Nun rollen wir die Idee von Plug&Work auf die Cobots von Doosan Robotics und Techman Robot aus. Beide Hersteller konnten in jüngster Zeit deutlich an Bedeutung gewinnen und rücken weltweit zunehmend in den Fokus der Anwender. Mit dem erweiterten Angebot reagiert Schunk auf diese Entwicklung und passt unter anderem bewährte Komponenten aus dem Standardprogramm an die unterschiedlichen Cobots an.
An wen richten sich die Programme?
Janßen: Die Portfolios decken vielfältige Einsatzfelder ab. Relevante Industriezweige sind die zerspanenden Industrie, und hier vor allem die automatisierte Maschinenbeladung, aber auch die Automotive- und Elektronikindustrie sowie viele andere Branchen.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGWie komplex sind die Plug&Work-Portfolios?
Janßen: Hier sind wir mit Bedacht vorgegangen und haben aus dem riesigen Greifsystemprogramm gezielt die Komponenten ausgewählt, mit denen eine Vielzahl an Applikationen umgesetzt werden kann. Die Programme gliedern sich in vier beziehungsweise fünf Kategorien: Robuste, einfach zu bedienende und leistungsdichte pneumatische Greifer für konventionelle Anwendungen, bei denen wenig Flexibilität, dafür aber Robustheit gefragt ist. Bei Kraft beziehungsweise Hub flexibel einstellbare elektrische Greifer, die vielseitige und variantenreiche Anwendungen ermöglichen. Sowie Co-act-Greifer für direkt kollaborative Anwendungen. Hinzu kommen Wechselsysteme für den flexiblen Einsatz unterschiedlicher Greifer und Werkzeuge; sowie, im Portfolio von Universal Robots, Kraft/Momenten-Sensoren etwa für Prüf-, Schleif- oder Polieranwendungen. Sämtliche Komponenten sind für den mechanischen und elektrischen Direktanschluss vorbereitet und können mit wenigen Handgriffen installiert und in Betrieb genommen werden.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGWelche Komponenten sind konkret enthalten?
Janßen: Im Segment der pneumatisch gesteuerten Aktoren enthalten alle drei Baukästen die Parallelgreifer PGN-plus-P und Zentrischgreifer PZN-plus, die beide über die patentierte Vielzahnführung verfügen, den Preis/Leistungs-optimierten Universalgreifer JGP sowie die Großhubgreifer KGG und PSH. Bei all diesen Pneumatikmodulen sind die Mikroventile zur effizienten Ansteuerung bereits in die Plug&Work-Adapter integriert. Hinzu kommen der elektrische Kleinteilegreifer EGP, der für kollaborierende Anwendungen zertifizierte Elektrogreifer Co-act EGP-C sowie das Handwechselsystem SHS mit integrierter Luftdurchführung, Elektrodurchführung und optionaler Verriegelungsabfrage. Letzteres ermöglicht eine flexible Nutzung von Cobots, da aufwändige Rüstvorgänge entfallen und sowohl Schunk-Greifer als auch andere Aktoren mit wenigen Handgriffen gewechselt sind. Im Plug&Work-Portfolio für Universal Robots sind für die automatisierte Maschinenbeladung der intelligente elektrische Großhubgreifer EGL mit bis zu 600N Greifkraft und einem frei programmierbaren Maximalhub von 42,5mm pro Finger enthalten. Außerdem der flexible Basisgreifer EGH, der ein breites Werkstückspektrum abdeckt und einen besonders einfachen Einstieg in die Welt der Cobots ermöglicht. In Planung ist zudem das störkonturreduzierte Paletten-Schnellwechselmodul Schunk NSR-A. Letzteres erlaubt niedrige Aufbauten aus Vero-S-Spannstation und -palette, wodurch viel Platz für die Bauteile und für die Roboterbewegungen bleibt. Hinzu kommt der günstige Kraft/Momenten-Sensor FT Axia 80, mit dem Kräfte (Auflösung 1/10N) und Momente (Auflösung 1/200Nm) in allen sechs Freiheitsgraden erfasst werden können.
Auffällig ist die umfangreicher Liste konventioneller Komponenten für nicht kollaborative Anwendungen. Wie passt das in die Welt der Cobots?
Janßen: Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass sich bis zu 85 Prozent der Cobot-Applikationen hinter Schutzzäunen oder anderen Schutzeinrichtungen befinden und höchstens 15 Prozent tatsächlich kollaborierende Anwendungen sind. Diese MRK-Anwendungen werden als die höchste Stufe gesehen, weil sie in Bezug auf die Sicherheitsanforderungen sehr anspruchsvoll sind. Speziell dafür ist z.B. der Co-act-EGP-C-Greifer ausgelegt, von dem bereits mehrere Hundert Einheiten in der Praxis installiert sind. Er erfüllt die Anforderungen der ISO10218-1/-2 sowie der ISO/TS15066 und ist von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung für den Einsatz in kollaborativen Anwendungen zertifiziert. Mit maximalen Fingerhüben von 3, 6, 8 und 10mm sowie empfohlenen Werkstückgewichten bei Kraftschluss von 0,19, 0,7, 1,05 und 1,3 kg ist dieser Greifer fürs kollaborative Handling kleiner Teile ausgelegt. Ab Herbst wird zusätzlich der Co-act EGL-C auf den Markt kommen, der weltweit erste Greifer für den kollaborierenden Betrieb mit 450N Greifkraft. Das 24V-Kraftpaket wird über einen Hub von 42,5mm pro Finger verfügen und eignet sich für die variantenreichen Handhabung von Werkstückgewichten bis 8kg im Formschluss.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGMit dem Co-act-Team hat Schunk bereits allerhand Erfahrungen mit kollaborativen Anwendungen gesammelt. Welchen Rat geben Sie Anwendern, die in die Mensch/Roboter-Kollaboration einsteigen wollen?
Janßen: Das wichtigste ist, dass man sich einliest, Anwendungen ausprobiert, Erfahrungen sammelt und auch, dass man sich, wo nötig, Unterstützung holt. Viele Projekte zeigen, dass die Erfolgsaussichten bei einem sanften Einstieg steigen. Cobots sind eine hervorragende Möglichkeit, den Grad der Kollaboration schrittweise zu erhöhen. Wer in puncto Koexistenz oder sequenzieller Kollaboration bereits Erfahrungen gesammelt hat, tut sich in späteren Schritten leichter, Kooperationen oder sogar reagierende Kollaborationen umzusetzen. Je höher der Grad der Interaktion desto eher empfehlen wir eine Umsetzung im Greenfield, sprich in vollkommen neuen Applikationen. Anwendungen mit einem geringen Kollaborationsgrad hingegen können auch im Brownfield, also in bestehenden Umgebungen sehr gut implementiert werden.
Zum Schluss ein Blick nach vorn: Wie wird sich die Welt der Cobots Ihrer Ansicht nach in den kommenden fünf Jahren entwickeln?
Janßen: Wir gehen davon aus, dass die Welt der Leichtbauroboter immer stärker mit der Welt der Industrieroboter verschmelzen wird. Im Bereich der Industrierobotik wiederum werden die Hersteller nachziehen und Wege finden, wie die Programmierung und Nutzung der Roboter vereinfacht werden kann und wie sich kollaborative Anwendungen realisieren lassen. Bestes Beispiel: Der kollaborative Roboter Fanuc CRX, der aktuell ausgerüstet mit dem Co-act-EGP-C-Greifer auf Promotiontour unterwegs ist. In den kommenden Jahren werden wir viele derartige Innovationen sehen.
Nach dem Erfolg des Plug&Work-Portfolios für Universal Robots erweitert Schunk die Idee der einfachen Cobot-Ausrüstung auf die Leichtbauroboter von Doosan Robotics und Techman Robot. Im Interview erläutert Benedikt Janßen, Leiter Produktvertrieb Mechatronik, wo die Vorteile der maßgeschneiderten Programme liegen und wie das Unternehmen die Entwicklung der Cobotik einschätzt.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGBild: Schunk GmbH & Co. KGHerr Janßen, wie erleben Sie die aktuelle Entwicklung der Cobots und wo liegt der besondere Reiz?
Benedikt Janßen: Cobots haben sich vor allem durch die Aktivitäten von Universal Robots zu einem Trendthema der Automation entwickelt. Das Interessante an dem Segment ist, dass klassische Industrieroboter ein deutlich höheres Budget und mehr Knowhow erfordern als die aktuelle Cobot-Generation - und zwar sowohl bei der Inbetriebnahme als auch im laufenden Betrieb. Hinzu kommt, dass Cobots den Spieltrieb wecken. Plötzlich überlegen Anwender und Branchen, die bislang nichts mit Robotern zu tun hatten, wie sie Cobots einsetzen können und realisieren oft spielerisch erste Anwendungen.
Hat mit der smarten Bedienung von Cobots die bislang doch recht aufwändige und vielleicht auch abschreckende Programmierung von Robotern ihren Schrecken verloren?
Janßen: Das können wir tatsächlich feststellen. Cobots werden nicht mehr über eine Programmiersprache programmiert, sondern über eine grafische Oberfläche. Konstruktion, Konfiguration und Auslegung, Montage und Inbetriebnahme wurden seitens der Hersteller so vereinfacht, dass sich auch Einsteiger zurechtfinden. Unterschiedliche Automationsszenarien lassen sich einfach realisieren, sei es, wie bei herkömmlichen Industrierobotern, in voneinander abgetrennten Bereichen oder unmittelbar im Umfeld des Menschen.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGHat dieser Trend Auswirkungen auf die Werkzeuge, also etwa auf die Greifer von Schunk?
Janßen: Ja, durchaus. Gerade Automationseinsteiger sind häufig überfordert, wenn sie den 1.800 Seiten starken Schunk-Greiferkatalog in die Hand nehmen. Mit unseren Plug&Work-Portfolios für die Leichtbauroboter von Universal Robots, Doosan Robotics und Techman Robot bündeln wir nun gezielt solche Komponenten, mit denen 80 Prozent aller Cobot-Anwendungen zuverlässig abgedeckt werden können. Anwender haben die Möglichkeit, sich frei in diesen Portfolios zu bedienen, da die Komponenten stets zum entsprechenden Cobot passen. Im Kern geht es darum, dass Nutzer schnell, wirtschaftlich und ohne Umwege produktive Ergebnisse erzielen, indem das Expertenwissen von Schunk in den Portfoliokomponenten gebündelt und zugleich ein Overengineering vermieden wird.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGDie Idee, exakt auf die jeweiligen Roboter abgestimmte End-of-Arm Tools anzubieten, ist nicht ganz neu. War das Plug&Work-Portfolio für Universal Robots eine Art Testballon von Schunk?
Janßen: Dieses Portfolio war ein erster Schritt. UR ist einer der Pioniere bei Cobots und hat aktuell den höchsten Marktanteil. Daher war es konsequent, mit diesem Programm zu starten. Nun rollen wir die Idee von Plug&Work auf die Cobots von Doosan Robotics und Techman Robot aus. Beide Hersteller konnten in jüngster Zeit deutlich an Bedeutung gewinnen und rücken weltweit zunehmend in den Fokus der Anwender. Mit dem erweiterten Angebot reagiert Schunk auf diese Entwicklung und passt unter anderem bewährte Komponenten aus dem Standardprogramm an die unterschiedlichen Cobots an.
An wen richten sich die Programme?
Janßen: Die Portfolios decken vielfältige Einsatzfelder ab. Relevante Industriezweige sind die zerspanenden Industrie, und hier vor allem die automatisierte Maschinenbeladung, aber auch die Automotive- und Elektronikindustrie sowie viele andere Branchen.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGWie komplex sind die Plug&Work-Portfolios?
Janßen: Hier sind wir mit Bedacht vorgegangen und haben aus dem riesigen Greifsystemprogramm gezielt die Komponenten ausgewählt, mit denen eine Vielzahl an Applikationen umgesetzt werden kann. Die Programme gliedern sich in vier beziehungsweise fünf Kategorien: Robuste, einfach zu bedienende und leistungsdichte pneumatische Greifer für konventionelle Anwendungen, bei denen wenig Flexibilität, dafür aber Robustheit gefragt ist. Bei Kraft beziehungsweise Hub flexibel einstellbare elektrische Greifer, die vielseitige und variantenreiche Anwendungen ermöglichen. Sowie Co-act-Greifer für direkt kollaborative Anwendungen. Hinzu kommen Wechselsysteme für den flexiblen Einsatz unterschiedlicher Greifer und Werkzeuge; sowie, im Portfolio von Universal Robots, Kraft/Momenten-Sensoren etwa für Prüf-, Schleif- oder Polieranwendungen. Sämtliche Komponenten sind für den mechanischen und elektrischen Direktanschluss vorbereitet und können mit wenigen Handgriffen installiert und in Betrieb genommen werden.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGWelche Komponenten sind konkret enthalten?
Janßen: Im Segment der pneumatisch gesteuerten Aktoren enthalten alle drei Baukästen die Parallelgreifer PGN-plus-P und Zentrischgreifer PZN-plus, die beide über die patentierte Vielzahnführung verfügen, den Preis/Leistungs-optimierten Universalgreifer JGP sowie die Großhubgreifer KGG und PSH. Bei all diesen Pneumatikmodulen sind die Mikroventile zur effizienten Ansteuerung bereits in die Plug&Work-Adapter integriert. Hinzu kommen der elektrische Kleinteilegreifer EGP, der für kollaborierende Anwendungen zertifizierte Elektrogreifer Co-act EGP-C sowie das Handwechselsystem SHS mit integrierter Luftdurchführung, Elektrodurchführung und optionaler Verriegelungsabfrage. Letzteres ermöglicht eine flexible Nutzung von Cobots, da aufwändige Rüstvorgänge entfallen und sowohl Schunk-Greifer als auch andere Aktoren mit wenigen Handgriffen gewechselt sind. Im Plug&Work-Portfolio für Universal Robots sind für die automatisierte Maschinenbeladung der intelligente elektrische Großhubgreifer EGL mit bis zu 600N Greifkraft und einem frei programmierbaren Maximalhub von 42,5mm pro Finger enthalten. Außerdem der flexible Basisgreifer EGH, der ein breites Werkstückspektrum abdeckt und einen besonders einfachen Einstieg in die Welt der Cobots ermöglicht. In Planung ist zudem das störkonturreduzierte Paletten-Schnellwechselmodul Schunk NSR-A. Letzteres erlaubt niedrige Aufbauten aus Vero-S-Spannstation und -palette, wodurch viel Platz für die Bauteile und für die Roboterbewegungen bleibt. Hinzu kommt der günstige Kraft/Momenten-Sensor FT Axia 80, mit dem Kräfte (Auflösung 1/10N) und Momente (Auflösung 1/200Nm) in allen sechs Freiheitsgraden erfasst werden können.
Auffällig ist die umfangreicher Liste konventioneller Komponenten für nicht kollaborative Anwendungen. Wie passt das in die Welt der Cobots?
Janßen: Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass sich bis zu 85 Prozent der Cobot-Applikationen hinter Schutzzäunen oder anderen Schutzeinrichtungen befinden und höchstens 15 Prozent tatsächlich kollaborierende Anwendungen sind. Diese MRK-Anwendungen werden als die höchste Stufe gesehen, weil sie in Bezug auf die Sicherheitsanforderungen sehr anspruchsvoll sind. Speziell dafür ist z.B. der Co-act-EGP-C-Greifer ausgelegt, von dem bereits mehrere Hundert Einheiten in der Praxis installiert sind. Er erfüllt die Anforderungen der ISO10218-1/-2 sowie der ISO/TS15066 und ist von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung für den Einsatz in kollaborativen Anwendungen zertifiziert. Mit maximalen Fingerhüben von 3, 6, 8 und 10mm sowie empfohlenen Werkstückgewichten bei Kraftschluss von 0,19, 0,7, 1,05 und 1,3 kg ist dieser Greifer fürs kollaborative Handling kleiner Teile ausgelegt. Ab Herbst wird zusätzlich der Co-act EGL-C auf den Markt kommen, der weltweit erste Greifer für den kollaborierenden Betrieb mit 450N Greifkraft. Das 24V-Kraftpaket wird über einen Hub von 42,5mm pro Finger verfügen und eignet sich für die variantenreichen Handhabung von Werkstückgewichten bis 8kg im Formschluss.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGMit dem Co-act-Team hat Schunk bereits allerhand Erfahrungen mit kollaborativen Anwendungen gesammelt. Welchen Rat geben Sie Anwendern, die in die Mensch/Roboter-Kollaboration einsteigen wollen?
Janßen: Das wichtigste ist, dass man sich einliest, Anwendungen ausprobiert, Erfahrungen sammelt und auch, dass man sich, wo nötig, Unterstützung holt. Viele Projekte zeigen, dass die Erfolgsaussichten bei einem sanften Einstieg steigen. Cobots sind eine hervorragende Möglichkeit, den Grad der Kollaboration schrittweise zu erhöhen. Wer in puncto Koexistenz oder sequenzieller Kollaboration bereits Erfahrungen gesammelt hat, tut sich in späteren Schritten leichter, Kooperationen oder sogar reagierende Kollaborationen umzusetzen. Je höher der Grad der Interaktion desto eher empfehlen wir eine Umsetzung im Greenfield, sprich in vollkommen neuen Applikationen. Anwendungen mit einem geringen Kollaborationsgrad hingegen können auch im Brownfield, also in bestehenden Umgebungen sehr gut implementiert werden.
Zum Schluss ein Blick nach vorn: Wie wird sich die Welt der Cobots Ihrer Ansicht nach in den kommenden fünf Jahren entwickeln?
Janßen: Wir gehen davon aus, dass die Welt der Leichtbauroboter immer stärker mit der Welt der Industrieroboter verschmelzen wird. Im Bereich der Industrierobotik wiederum werden die Hersteller nachziehen und Wege finden, wie die Programmierung und Nutzung der Roboter vereinfacht werden kann und wie sich kollaborative Anwendungen realisieren lassen. Bestes Beispiel: Der kollaborative Roboter Fanuc CRX, der aktuell ausgerüstet mit dem Co-act-EGP-C-Greifer auf Promotiontour unterwegs ist. In den kommenden Jahren werden wir viele derartige Innovationen sehen.
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Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 4 (August) 2020 - 20.08.20.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
