Mobile Roboter füllen die Industrie 4.0 mit Leben

Mobile Roboter: Die Unternehmen der Hahn Group sind traditionelle Sondermaschinenbauer. 2019 wurde die Gruppe als sehr innovatives Unternehmen ausgezeichnet. Die Fragen an Martin Schmitz stellte Jan Bihn, Redakteur Digital Manufacturing.

Als Spezialist in der Industrie 4.0

Wie funktioniert der Spagat vom Traditionshersteller zum Industrie-4.0-Spezialisten?

Schmitz: Das ist aus meiner Sicht eine logische Weiterentwicklung. Wir haben weiterhin unser Standbein im Maschinen- und Anlagenbau und sind hier erfolgreich unterwegs. Die Digitalisierung, die wir betreiben, ist eine Antwort auf die Herausforderungen in der Arbeit der Maschinen-Anwender. Daraus hat sich entwickelt, dass wir innerhalb der Unternehmensgruppe mit ergänzenden und zusammenfassenden Systemen globale Themen im Produktionsumfeld angehen. Wir wollen Industrie 4.0 mit Leben füllen, zum Beispiel durch mobile Roboter. Gerade mittelständische Unternehmen brauchen einen einfachen Zugang zu digitalen Technologien und vernetzten Maschinen. Wir unterstützen sie dabei und übernehmen die Fortführung des Themas, um Anwender partizipieren zu lassen und um mit ihnen zusammen den Weg voran zu gehen.

Heute sehen sich viele Produktionsverantwortliche vor der Aufgabe, wie sie ihre Produktionslogistik und Montage konkurrenzfähig halten können. Was bieten sie in diesem Kontext?

Schmitz: Genau hier setzen wir mit dem Hahn Robotics Network als Experten an. Uns interessiert vor allem, wie die Aufträge und die Teile von einem Arbeitsplatz zum nächsten gelangen. Dazu gehört auch die Ver- und Entsorgung der Anlagen mit Rohstoffen. Auch wie die fertigen Teile zur Verpackung oder ins Lager gelangen, ist heute oft eine Aufgabe für mobile Robotik und Produktionslogistik, die wir als langfristiger Partner mit unserem Produkt- und Lösungsportfolio abdecken.

Gibt es da ein aktuelles Beispiel und wie entstehen solche Projekte?

Schmitz: Es gibt sehr viele Beispiele. Oft gehen solche Projekte aus Fällen hervor, in denen wir bereits Automationslösungen zur direkten Maschinenbeschickung projektieren, um entsprechend die Fertigungs-Effizienz zu erhöhen. Wenn das Thema ausgeschöpft ist, schauen wir, ob Robotik auch Rohstoffe und Rohmaterial anliefern kann oder in der Lage ist, den fertigen Auftrag zum nächsten Arbeitsschritt oder in ein Lager/Zwischenlager zu bringen. Hier bieten sich meist mobile Roboter an. Diese Verbindung von Themen entsteht in vielen Projekten aus dem konkreten Produktionsprozess heraus.

Mobile Roboter: Entwicklung über alle Branchen hinweg

In welchen Branchen ist das gerade besonders zu spüren?

Schmitz: Der Medical-Bereich hat durch Covid-19 unglaubliche Fertigungskapazitäten hochgefahren. Und das hat natürlich auch Einfluss auf die Werkzeuge und Maschinen, die dafür gebraucht werden. Ein Beispiel sind die vielen Covid-19-Testkits, die ja aus mehreren Komponenten zusammengestellt und verpackt werden müssen. Da wir hierfür Maschinen und Lösungen anbieten, konnten wir als Hahn Group in dieser Sparte ein Wachstum verzeichnen – was uns 2020 auch als Robotik-Experten geholfen hat.

Wie muss man sich so eine spartenübergreifende Zusammenarbeit vorstellen?

Schmitz: Die einzelnen Sparten sind bei uns teils komplett eigenständig-agierende Unternehmen, die aber eng in den Anwender-Projekten zusammenarbeiten, um Kompetenzen und Expertise zusammenzubringen. Wir wollen so Lösungsansätze erarbeiten, die einmalig sind. Zusammen mit Waldorf Technik haben wir für die erwähnten Covid-19-Testkits Handling-Lösungen für die Herstellung von Pipetten und Kunststoff-Reagenz-Behältern erarbeitet, die eine sehr geringe Zyklus-Zeit bei sehr hoher Prozessqualität haben. Daraus erschließt sich auch, die für uns sehr positive Entwicklung – denn das ist eine weltweit sehr gefragte Lösung.

Haben Sie auch Projekte zur Automatisierung von Montage-Umgebungen?

Schmitz: Mit kollaborierenden Robotern dringen wir natürlich auch in die Montage-Bereiche vor. Aber wir sehen in der Praxis viele Arbeitsplätze neben der Montage, in denen Menschen arbeiten und auch sie können von gewissen Tätigkeiten entlastet werden. Es geht da immer um zwei Punkte: Die Effizienz steigern und gleichzeitig den Mitarbeitern die Möglichkeit geben, höherwertige Tätigkeiten auszuführen. Monotone Arbeiten und das Handling von hohen Gewichten – das sind klassisch die Dinge, die sich der Mensch gerne abnehmen lässt. Das steigert die Attraktivität der Arbeitsplätze und vereinfacht den Zugang. Mit kollaborativen Robotern haben wir an vielen Stellen den Alltag für Fachkräfte verbessert.

Projekte der Hahn Group sind zukunftsweisend

Kollaborierende Roboter außerhalb der Montage? Haben sie da ein interessantes Projekt?

Schmitz: Bei Continental hatten wir ein Projekt in der Galvanik, an einer bestehenden Produktionsanlage. Solche Brownfield-Anlagen geben oft die anspruchsvollsten Aufgaben auf. In diesem Fall ging es darum, Bauteile für das Bin-Picking automatisch zu erkennen und dann automatisiert auf Galvanikgestelle aufzuhängen. Die Gestelle weisen durch den rauen Produktionsbetrieb Deformationen auf und sind nicht immer reproduzierbar. Mit einem speziellen Kraft-Momenten Sensor und intelligenter Programmierung konnten wir die Aufgabe erfolgreich lösen und dem Roboter diese Fähigkeit ebenfalls beibringen, die ein Mensch von Haus aus mitbringt.

Wie lösen Sie Intralogistik-Aufgaben?

Schmitz: Wir betrachten alle Schnittstellen, an denen noch manuell Hand angelegt wird, und schauen, wie sich diese in der Praxis automatisieren lassen. Wir setzen das auch in den Produktionshallen der Hahn Group um und schauen beispielsweise, welche Behälter sich am besten mit den mobilen Robotern transportieren lassen, um einen Auftrag an den Montage-Arbeitsplatz zu bringen. Soll es eine ganze Palette sein, ein spezieller Ladungsträger, der Karton, in dem die Teile vom Lieferanten kommen oder eine standardisierte Box?

Wir lösen beispielsweise die Material-Versorgung für die Schaltschrank-Bestückung bei Hahn Automation auf diese Weise. So können Sie das mit allen Bereichen in einer Produktion Stück-für-Stück machen und sich fragen, wie die Teile automatisiert aus dem Lager an den Fertigungs- oder Montage-Arbeitsplatz gelangen. Wir nutzen dafür ein Portfolio an mobilen Robotern, die je nach Anforderung zum Einsatz kommen. Dabei stellen wir viele Fragen: Wie schwer ist das einzelne Teil und wie schwer sind alle Teile für den üblichen Gesamtauftrag? Wie schnell müssen die Teile von A nach B gelangen? Bei einem Automotive-Kunden haben wir zum Beispiel schon an drei Standorten den Paletten-Transport mit Robotik ausgearbeitet. Das ist ein gängiger Fall, denn am Ende der Produktion geht es sehr häufig um Paletten mit fertigen Gütern, die in die Verpackung und im Anschluss ins Lager gebracht werden müssen. Wir schließen solche Automationslücken.

Mobile Roboter mit integrierter KI

Wie steht es um das Thema KI in Ihren Lösungen?

Schmitz: Bei unseren mobilen Robotern nutzen wir KI für die freie Navigation und die Bildverarbeitung. Darüber hinaus arbeiten wir als Robotik-Integrator eng mit Hahn Digital zusammen, einem Unternehmenszweig, der sich dezidiert mit digitalen Technologien und auch übergreifend mit KI auseinandersetzt. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit entwickeln wir auch unsere eigenen KI-Themen weiter. Eines davon ist die Nutzung von Sensordaten zur Überwachung des Anlagen- und Roboterzustands. Also eine Art Gesundheitszustand der Produktionsanlage inklusive der Robotik und Logistik.

Was uns auch umtreibt sind Inline- und Inprocess-Lösungen für die Qualitätskontrolle der Bauteile. Wir begleiten ja oft den kompletten Produktionsprozess als Hahn Group und können konkrete Stellschrauben ableiten, wenn Teile Fehler zeigen, elektrische Ströme aus dem Ruder laufen und dergleichen mehr. Solche Entwicklungen wollen wir über Algorithmen erkennen, um die Verfügbarkeit der Produktionsanlagen zu erhöhen, eine feinteilige Steuerung des Produktionsprozesses umzusetzen und um aus den Datenmengen Unregelmäßigkeiten zu erkennen sowie entsprechend einzuschreiten.

Das klingt nach Star Trek.

Schmitz: In der Fläche ist das noch nicht, aber es gibt heute schon konkrete Projekte, in denen Anwender Roboterzellen oder andere Anlagen betreiben, aber noch nicht zufrieden sind mit der Versorgung, der Effizienz oder der Qualität. Vorreiter sind hier Branchen wie der Automotive-Bereich, die schon weitgehend automatisiert arbeiten und weiterhin unter entsprechendem Druck stehen, noch nachzulegen.

Vielen Dank für dieses Gespräch, Herr Schmitz!

Die Fragen stellte Jan Bihn, Redakteur Digital Manufacturing.

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