Tube 2018:

Mensch und Roboter - Seite an Seite


Schwächen bei der Konzentration und Ausdauer - niemals! Roboter gelten seit jeher als verlässliche und unverzichtbare "Kollegen" der Industriemitarbeiter. Sie übernehmen zunehmend das Schweißen, Biegen, Trennen, den Transfer und die Ablage von Rohren. Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen werden Roboter zukünftig noch flexibler machen und den rein repetitiv arbeitenden Roboter auf Dauer ablösen.





















Morgens zur Arbeit und erstmal den Fernseher einschalten. Passt auf den ersten Blick nicht wirklich. Und doch wird genau das zur Realität bei der kamerakontrollierten, vollelektrischen Fertigungszelle von Transfluid Maschinenbau. Sie ist das Herzstück des intelligenten Rohrbearbeitungssystems. Über einen Großbildschirm "flimmern" nicht aktuelle Nachrichten, aber wertvolle Informationen zu Energieverbrauch, CPK-Wert und Stückzahl der bisher bearbeiteten Rohre.


Roboter als wichtiger Baustein


Ein wichtiger Baustein des Bearbeitungszentrums von Transfluid sind Roboter, die bei der Fertigung von Klimaleitungen eingesetzt werden. Neben dem Kamerakontrollsystem verfügt die Bearbeitungsanlage über ein Magazin, ein 4-Achsen-Handlingsystem, zwei Kombinationsmaschinen zur Rohrumformung, eine Biegemaschine, eine Anfaseinheit, einen Nadeldrucker und zwei Roboter.


Eine Seite des Rohres wird vor dem Biegevorgang immer mit einer Rohrumformmaschine in Kombination bearbeitet, während die zweite Seite nach dem Biegevorgang spanlos nachbeschnitten und danach ebenfalls umgeformt wird. Falls erforderlich, hält der Roboter das bearbeitete Rohr anschließend in eine Entgratvorrichtung. "Beide Enden können mithilfe der Kamera optisch kontrolliert werden", erläutert Stefanie Flaeper, Geschäftsführerin bei Transfluid. "Alternativ hält der Roboter das Rohr in eine Beschriftungseinheit, in der es dann an allen Positionen markiert werden kann - und zwar ganz ohne Spannvorrichtung."


100-prozentige Qualität


Über eine Umformanlage mit Rundtakttisch könnten darüber hinaus zwei Rohre über einen Flansch miteinander verbunden werden. Für den Fertigungsprozess bedeute das neben einem Höchstmaß an Sicherheit eine hohe Ausbringung bei 100 Prozent dokumentierter Qualität - und für die informative "Unterhaltung" per Großbildschirm ist nebenbei auch noch gesorgt...


Roboter haben sich bei der Rohrbearbeitung bewährt. Sie "sorgen für kontrolliertes Handling", betont Flaeper. Ein Roboter sei optimal für die Fertigung von gebogenen Bauteilen geeignet. "Dagegen haben sie eher eine geringe Bedeutung beim Handling langer und gerader Rohre. Hier sind Linearsysteme schneller." Vor allem in der Verarbeitung sind Roboter weit verbreitet, "weil hier komplexe Handlingaufgaben oder relativ schwere Bauteile manipuliert werden müssen."


Im Schweißeinsatz


Für Polysoude und seine Kunden bildet der Roboter eine Ergänzung zu herkömmlichen Automatisierungslösungen. Der Roboter ermöglicht die Führung des Brenners für das Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) an Rohren selbst unter beengten Platzverhältnissen. Und er gewährleistet "eine qualitativ hochwertige Naht dank seiner Präzision und Reproduzierbarkeit der Bewegungsabläufe bei komplexen Geometrien", erläutert Hans-Peter Mariner, Geschäftsführer von Polysoude.


Roboter sind im Allgemeinen weit verbreitet in der Schweißtechnik. Allerdings kaum, wenn es um das WIG-Schweißen geht. Angewendet wird das WIG "so gut wie überhaupt nicht in Verbindung mit Engspalt-Schweißen und Rohr-in-Boden-Schweißen." Der Grund hierfür sind gesetzliche Auflagen. Dazu gehört beispielsweise eine abgeschirmte Zone, ohne Zugang für den Bediener - im Gegensatz zu herkömmlichen Automatisierungslösungen. Polysoude aber ermöglicht den Einsatz von Robotern beim WIG-Schweißen.


Roboter und Kernfusion


Das wesentliche Entscheidungskriterium für einen bestimmten Robotertyp besteht in seiner Präzision, "die beim WIG-Schweißen selbst unter Volllast im Bereich von 5/10 mm liegt", sagt Mariner. Außerdem "gilt der Anspruch auf einfache Programmierung und Verfügbarkeit von Sensorik, insbesondere intelligente Nachverfolgung."



Zu einer gewissen Berühmtheit gelangte das WIG-Schweißen unter Einsatz von Robotern bei einem der weltweit ambitioniertesten Projekte, bei Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor). Das Projekt soll beweisen, dass die Fusion als Energiequelle ohne CO2-Emissionen in großem Umfang zur Stromerzeugung dienen kann. 35 Länder beteiligen sich an der Konstruktion der geplanten Kammer "Tokamaks" für die Kernfusion.


Extreme Wandstärken zusammenfügen


Polysoude lieferte eine Anlage zum Roboterschweißen an die italienische Firma Simic für deren Konstruktion von für Iter bestimmte Radialplatten aus rostfreiem Stahl mit einer Wandstärke von 100mm. Das Zusammenfügen der Bauteile erweist sich als außergewöhnliche Herausforderung: Es wird vor Ort in Südfrankreich umgesetzt, bedingt durch die hohe Anforderung an Präzision bei Verbund und eine Null-Fehler-Qualität.


Das WIG-Heißdraht-Engspaltschweißverfahren erwies sich als die beste Wahl, um Teile mit diesen sehr großen Wandstärken zusammenzufügen. Die Werkzeugträger für Engspaltbrenner, wie eben Roboter und Schweißfahrwerke, sind jeweils an die Größe und Geometrie der zu schweißenden Verbindung angepasst. Angewendet werden kann die WIG-Engspaltschweißtechnologie übrigens bei Werkstücken von bis zu 400mm Wandstärke.


Griff nach den Sternen


Zuverlässigkeit und Qualität besitzen naturgemäß eine hohe Priorität beim Iter-Projekt, das seit 2007 beim französischen Kernforschungszentrum Cadarache gebaut wird. In der Kammer "Tokamaks", die von supraleitenden Magneten umgeben ist, sollen die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium auf 100 Millionen Grad Celsius gebracht werden, so dass sie miteinander verschmelzen. Eine Technologie, die nach den Sternen greift und sie nachahmen möchte: Die Kernfusion ist der Grund dafür, dass die Sonne und alle leuchtenden Sterne Energie abstrahlen.


Der hohe finanzielle Aufwand von geschätzt über 15 Milliarden Euro für eine der größten Baustellen in Europa und eine sich verzögernde Fertigstellung führten auch zu Kritik an Iter. Befürworter sehen dagegen in der Kernfusion vor allem eine sehr effektive Form der Energieerzeugung, da es zu einer zehnfachen Leistungsverstärkung kommen soll. Obendrein gilt sie als eine Energiequelle ohne CO2-Emissionen und nahezu ohne strahlenden Abfall. Etwa 2025 soll erstmals ein Wasserstoffplasma erzeugt werden. Roboter leisten ihren Beitrag zum Gelingen des Iter-Projektes.


Roboter bei der Bearbeitung


Die Kombination macht's mitunter. Mit "Twister" entwickelte Wafios ein Biegesystem, das auch bei Rohr-Schlauch-Kombinationen einsetzbar ist. Wafios verbindet das System mit einem Kuka-Roboter zwecks Produktivitätssteigerung - verbunden mit einer denkbar einfachen Bedienung. Kuka, Hersteller von Robotern, sieht seit einigen Jahren einen stetig wachsenden Markt für Roboterbearbeitung.


Bisher standen vor allem Bearbeitungsprozesse mit relativ niedrigen Genauigkeitsansprüchen im Fokus. Hier kam entweder über das Prozesswerkzeug ein genauigkeitsausgleichendes Element - Polierscheibe, Schleifkopf, auslenkbare Entgratspindel - in die Prozesskette, oder die Bearbeitungsgenauigkeiten waren mehr oder weniger irrelevant. "Diese Bearbeitungsprozesse werden heute noch oftmals von Menschen ausgeführt, aber infolge zunehmenden Kostendrucks, gleichmäßiger Qualitätsanforderungen oder mangels personeller Ressourcen zunehmend maschinell und automatisiert umgesetzt", prognostiziert Alexander Bay, Marktsegment Manager CNC/Machining bei Kuka Roboter.


Zukunftsmarkt China


Eine Entwicklung, auf die sich Kuka eingestellt hat. Die General Industry wächst sehr stark, und das vor allem außerhalb Deutschlands. "Dazu muss man nur den Elektronikmarkt betrachten, der ein enormes Wachstumspotenzial für die Automatisierung bietet", so Bay. Das gebe es insbesondere in Asien. Die Fokussierung auf die General Industry gehe Hand in Hand mit der verstärkten Internationalisierung. Deutschland ist und bleibt für Kuka ein wichtiger Markt für roboterbasierte Automatisierungslösungen. "Aber wir sehen auch, dass die großen Wachstumsmärkte der Zukunft außerhalb Deutschlands und Europas liegen. Deswegen fokussieren wir uns vor allem auf den asiatischen Raum und dort insbesondere auf China, dem Land, das auch laut der International Federation of Robotics (IFR) der größte und am schnellsten wachsende Markt für Industrieroboter ist."


Das Reich der Mitte gilt aus gutem Grund als der Zukunftsmarkt für die Robotik. Schon heute ist er der mit Abstand größte Absatzmarkt für Industrierobotik - und zeichnet sich durch sehr hohe Wachstumsraten aus. In drei Jahren erwartet die International Federation of Robotics, dass der Jahresabsatz an Industrierobotern in China auf 160.000 Stück anwächst - dies sollte dann knapp 40 Prozent des globalen Absatzes entsprechen.


Fräsen riesiger Rohre


Auch der zunehmend attraktivere Markt der Kunststoffrohre ist Kuka wichtig. So lieferte das Unternehmen nicht nur den Kuka 120 R2700 extra HA Roboter, sondern auch die Lineareinheit KL 1500-3 T, zwei Kuka Servo Motoren MG 360 für die externe Drehachse sowie die Steuerung Kuka CNC. Die Anlagen sind Teil einer von Eugen Riexinger entwickelten vollständig integrierten Automatisierungslösung zur Herstellung von Rohren für den Weholite-Lizenznehmer Asset International Ltd. im südwalisischen Newport. Die Automatisierungslösung ermöglicht das präzise Fräsen riesiger Rohre mit einem Durchmesser bis zu 3,5 Meter.


Zum Einsatz kommen diese überdimensionalen Rohre unter anderem in der Schwerkraftkanalisation, bei der Entwässerung, in unterirdischen Kanälen, Rückhaltebeckensystemen oder Niederdruckanwendungen. Dank der Barrierefreiheit der Anlage kann der Roboter auf der Lineareinheit direkt an das zu bearbeitende Kunststoffrohr heranfahren und dann das Bauteil flexibel nach Bedarf bearbeiten. "Die Lösung hat dafür gesorgt, dass wir die Produktivität signifikant steigern konnten", freut sich Graham Bennett, Operation Manager bei Asset International. Bei kürzeren Fertigungszeiten habe man die Kapazitäten um mehr als 50 Prozent erhöht.


Roboter - der Kollege der Zukunft


Keine Frage, der Einsatz von Robotern besitzt bereits heute ein großes Leistungsvermögen: Überall da, wo Mitarbeiter qualitativen Einfluss auf Produkte nehmen können, ist das Potential auch sehr hoch. Als ein wichtiger Treiber bei der Roboter-Anwendung gilt der Automotive-Sektor.


Und ein Ende der Entfaltung des Potenzials ist nicht in Sicht. So waren Roboter bisher vor allem repetitiv und haben mit der immer gleichen Präzision und Wiederholgenauigkeit gearbeitet. "Die Anforderungen der Zukunft sind andere - gerade im Bereich professioneller Servicerobotik und Servicerobotik", erklärt Alexander Bay, Marktsegment Manager CNC/Machining bei Kuka Roboter. "Wenn Roboter in andere Bereiche vordringen wollen, müssen sie flexibler werden. Dabei kann maschinelles Lernen helfen."


Bilder: R. Eberhard, messekompakt.de, EBERHARD print & medien agentur gmbh

Quelle: Messe Düsseldorf



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  • 3.6.2019
    Erfolgreiche BOY´s auf der Chinaplas 2019
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    BayWa r.e.: Übertragung der Betriebsführung des Talanx-Onshore-Windpark-Portfolios
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    BITKOM: E-Health sichert die medizinische Versorgung der Zukunft
  • 3.6.2019
    BIO Deutschland: Wertschöpfung in der gesundheitsrelevanten Biotechnologie steigt weiter
  • 3.6.2019
    SCHMOLZ + BICKENBACH mit herausforderndem 1. Quartal
  • 3.6.2019
    TDK: Hocheffiziente Leistungsinduktivitäten in Dünnschichttechnologie
  • 3.6.2019
    Trina Solar meldet neuen Effizienzrekord für Silizium i-TOPCon Solarzellen
  • 3.6.2019
    VDIK begrüßt Verlängerung des Umweltbonus bis 2020
  • 31.5.2019
    UP19@it-sa: Bewerbungsphase für 2. Runde des CyberEconomy Match-Up
  • 31.5.2019
    Koelnmesse: Führende Position in der weltweiten Messebranche bestätigt
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    spoga horse 2019: Countdown in Köln läuft
  • 31.5.2019
    gamescom asia: gamescom startet 2020 neuen Asien-Ableger in Singapur
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    BMWi: „Kaufprämie für E-Autos wird bis Ende 2020 verlängert“
  • 31.5.2019
    BITKOM: Startups loben Kooperationen mit Mittelstand und Konzernen
  • 29.5.2019
    Messe München: 2018 war ein Jahr der digitalen Innovation
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    BayWa bestätigt positive Erwartungen für 2019
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    Art Düsseldorf gibt neue Partner bekannt
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    HOBART App WASHSMART gewinnt German Innovation Award
  • 28.5.2019
    Bilanz der Messe Karlsruhe deutlich besser als geplant
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    VCI: Ein Lichtblick für den Innovationsstandort Deutschland
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    Steuerliche Forschungsförderung: besser spät als nie!
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    Messe Karlsruhe präsentiert sich in neuem Design
  • 28.5.2019
    EES EUROPE 2019 mit positiver Messebilanz
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    POWER2DRIVE EUROPE 2019: Elektromobilität auf dem Weg zum Massenmarkt
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    BITKOM: Jedes vierte Startup denkt über Umzug ins Ausland nach
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    CLOOS beteiligt sich an MPA Technology GmbH
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    interzum 2019: Auslandsanteil steigt auf 75 Prozent
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    Fraunhofer ENAS auf dem Weltverkehrsforum
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    NEW HOUSING und LOFT überzeugen mit innovativen Design- und Wohntrends
  • 27.5.2019
    Pharmatag 2019: flüssige Pharmazeutika im digitalen Zeitalter
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    VDIK: Umweltbonus deutlich über 2020 hinaus verlängern
  • 24.5.2019
    Arburg Thailand ist größer geworden
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    "upakovka 2020" kooperiert mit mehreren Getränkeverbänden
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    BSW-Solar: Klimadebatte dreht Solarwärme-Nachfrage ins Plus
  • 24.5.2019
    BayWa beabsichtigt, die TESSOL Kraftstoffe, Mineralöle und Tankanlagen GmbH abzugeben
  • 24.5.2019
    BIOFACH JAPAN kehrt zurück!
  • 23.5.2019
    Bosch investiert Milliarden in Klimaschutz und Luftqualität
  • 23.5.2019
    Intersolar Europe 2019: Sonnige Aussichten für den weltweiten Solarmarkt
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    SMTconnect 2019 präsentierte sich mit zahlreichen Besucherhighlights
  • 23.5.2019
    VCI: Zügiges Handeln dringend notwendig
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    Neu: Arburg Technology Center in Portugal
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    ZELLCHEMING-Expo 2019 auf Erfolgskurs
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    NEWCAST-Award: Bewerbungsfrist bis Ende Mai verlängert
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    BITKOM: Jeder Achte hat schon WLAN im Flugzeug getestet
  • 22.5.2019
    VDMA und Fraunhofer schaffen innovatives Format für Startup-Kooperationen
  • 22.5.2019
    AUMA: Deutsche Messen legten 2018 erneut zu
  • 22.5.2019
    VDW: Auftragseingang in der Werkzeugmaschinenindustrie stark abgekühlt
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    Eurobike-Termin 2020: Messeteam schafft Planungssicherheit und setzt auf Kontinuität
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    VCI: Chemieindustrie arbeitet daran, dass REACH ein Erfolg wird
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    BWT water+more zeigte raffinierte Tools auf der euvend & coffeena 2019
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    Bosch Group: Mit Bosch-Technik lernt das Auto fliegen
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    Rapid.Tech + FabCon 3.D: Branche schaltet beim 3D-Druck einen Gang höher
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    Covestro: Neues Forschungsprojekt für wasserbasierte Rohstoffe
  • 21.5.2019
    VDMA: Maschinenexporte in die EU-28 halten sich tapfer
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    Lödige auf der Metec 2019
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    Covestro unterstützt die „Carbon Footprint Challenge 2019“
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    BITKOM: Großes Interesse an Drohnen-Lieferungen
  • 20.5.2019
    Messe Düsseldorf bilanziert solides Geschäftsjahr 2018
  • 20.5.2019
    REHAB punktet mit weiterem Wachstum
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  • 20.5.2019
    Auslandsmesseprogramm 2020 für Ernährung und Landwirtschaft festgelegt
  • 17.5.2019
    spoga+gafa 2019: Ein Blick auf die Trends der Outdoor-Saison
  • 17.5.2019
    13. EUROSOLAR-Konferenz „Stadtwerke mit Erneuerbaren Energien“
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    BWT: Mit optimalem Wasser zum perfekten Kaffee auf der World of Coffee 2019
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