Frau und Mann gucken auf Tablet

Karakuri ist eine Variante von effektiver Low Cost Automation. Ein Spezialist dafür ist das Unternehmen Item aus Solingen. (Bild: Item)

Strenge Verfechter von Lean-Production-Methoden haben immer preiswerte und wartungsarme Karakuri-Anwendungen im Blick. Vor allem wenn es um die Teileversorgung und den Materialfluss auf dem Shopfloor geht. Der Kerngedanke der japanisch inspirierten Vorgehensweise: Ladungsträger lassen sich auch ohne kostentreibende Antriebsysteme und komplexe Sensorik allein mittels Mechanik und Schwerkraft automatisiert bewegen. Statt zentral dirigierter oder autonom navigierender Transportfahrzeuge kommen Durchlaufregale mit Wippenelementen oder modulare Rohrstecksysteme zum Eigenbau von individuellen Arbeitsplätzen, Regalen und Materialwagen zum Einsatz.

So versteht Item Low Cost Automation

Für den Industrietechnik-Ausrüster Item ist Karakuri eine Variante von Low Cost Automation (LCA), für die es im Automotive-Sektor mit seinen zahlreichen Zulieferfirmen immer wieder überraschende Anwendungsbeispiele gibt. Meist sind es spezielle Regalkonstruktionen, die abgepackte Teile-Trays durch abschüssige Bauweise und Rollenbahnen zum Point of Use befördern und leere Werkstückträger über einen Rücklauf wieder zurück zum Ausgangspunkt leiten. Im Volkswagenwerk Emden ist so eine Karakuri-Anwendung in einem Teilbereich der Materialbereitstellung im Einsatz und sorgt für einen kontinuierlichen Teilezufluss an die Montagebänder – lästige Kollisionen und unnötige Materialbewegungen ausgeschlossen. Toyota setzt schon seit einigen Jahren in Tschechien und anderen europäischen Werken Lineartechnik nach Karakuri-Prinzipien ein.

Item, der Spezialist für Profilrohre und darauf abgestimmter Verbindungstechnik mit Sitz in Solingen, nutzt ein Baukastensystem, mit dessen Hilfe sich Einzelkomponenten für den Sondermaschinenbau oder Transferstraßen für den schlanken Materialfluss realisieren lassen. Im Fall der rein mechanischen Form der Automatisierung hängt vieles vom speziellen Anwendungsfall ab, aber auch mehrkurvige Transferwege sind laut Item bei richtig konfiguriertem Aufbau der Laufschienen kein Hindernis.

Beispielsweise haben die Item-Entwickler ein rein mechanisch bewegtes Hängefördersystem für den Praxiseinsatz zusammengebaut. Die Laufschienen sind mit einer Neigung von drei Grad an einem Rahmen aus dem hauseigenen Profilrohrsystem D30 befestigt. Das Hängefördersystem ist eigenen Angaben zufolge kostengünstiger als herkömmliche antriebsbasierte Transportautomatisierung von Kleinladungsträgern.

Was steckt hinter Low Cost Robotics?

Nicht immer ist Schwerkraft allein ausreichend, um neuen Schwung in den Shopfloor zu bringen. Ein Roboter braucht Strom, Antrieb und Steuerung. Preisgünstige Helfer für die Werkshalle aus dem Bereich der so genannten Low Cost Robotics können weiterhelfen. Der Kölner Motion-Plastics-Spezialist Igus hat schon seit einiger Zeit seinen Gelenkarmroboter Rebel für einfache Automatisierungsaufgaben im Programm, der mit einem Basispreis von 2.100 Euro einen schnellen Return-on-Invest (ROI) verspricht. Ein voll ausgestatteter 6-Achs-Gelenkarmroboter kostet 4.970 Euro, stemmt Lasten bis zu zwei Kilogramm mit einer Wiederholgenauigkeit von einem Millimeter und einer Geschwindigkeit von 250 Millimeter pro Sekunde - das sind keine Spitzenleistungen, aber ausreichend für zahlreiche Fertigungsaufgaben vor allem aus dem Bereich Pick-and-Place.

Jüngster Zuwachs im Hause Igus ist der Rebel Cobot. Kollaborative Roboter, die gemeinsam mit den Werkern an den Fertigungsstationen arbeiten, sind in der Automobilbranche willkommene Helfer. Nachgelegt hat jetzt der Hersteller mit einem eigenen Fingergreifer, der laut Datenblatt Bewegungsabläufe einer menschlichen Hand nachahmt. Roboter und Greifer bestehen zum Großteil aus einem Hochleistungskunststoff ebenso wie die Gleitlager in den Gelenken der Finger. Das drückt nicht nur die Herstellungskosten, sondern sorgt zudem für einen schmierstofffreien Betrieb.

Auch bei Low-Cost-Robotern sind aktuelle Themen wie künstliche Intelligenz (KI), Bildverarbeitung oder Sprach- und Gestikerkennung kein Tabu. Die Kölner betreiben einen eigenen Online-Marktplatz mit kompatiblem Low-Cost-Zubehör von über 120 Herstellern, darunter viele Greifer, Sensorik oder Vision-Systeme. Die Suche nach der passenden Kinematik, Endeffektoren oder zusätzlichen Erweiterungen unterstützt ein Konfigurator sowie ein Machine Planner. Laut Herstellerangaben handelt es sich dabei um KI-basierte Simulationen, die auch ganze Arbeitsumgebungen mit Fördersystemen in Kombination mit dem Rebel Cobot nach individuellen Vorgaben berechnen und Testläufe durchführen.

Low Cost gleich Low Code?

Ob Transportieren, Positionieren, Handling oder Bestücken – in vielen Fällen bietet Lean Automation den erschwinglichen Zugang zu Automatisierungsszenarien bei niedrigen Investitionsrisiken. Umfassende Programmierkenntnisse sind dabei nicht mehr nötig. So genannte Low-Code-Technologien erleichtern die Konfiguration der Roboter an die jeweilige Aufgabe, ohne dass ausgebildete IT-Fachleute Hand anlegen müssen. Stattdessen kann der Werker über eine intuitiv bedienbare Benutzeroberflächen mit grafischer Darstellung und einfacher Programmierung das Handhabungssystem der jeweiligen Aufgabe anpassen.

Die meisten Adressaten für Low-Cost-Automation finden sich im Zulieferkreis der OEMs, die von den Vorteilen einer datengetriebenen Produktion profitieren wollen. Die Nachfrage nach einem kostengünstigen Einstieg in automatisierte Handlingsysteme wächst. Das hat Greiferspezialist Zimmer veranlasst, einen kompakten Cobot-Arbeitsplatz auf Rädern zu entwickeln. Der Clou: Cobot und Werktisch lassen sich an fast jeder Stelle einer Montagelinie oder Fertigungsanlage einsetzen – Plug and Work nennt das der Hersteller. Das badische Unternehmen legt großen Wert auf Flexibilität mit kurzen Umrüstzeiten und einfacher Programmierung des Roboters per Tablet. Der variable Aufbau der Werkbank erlaubt den Einsatz unterschiedlicher Leichtbauroboter in Kombination mit einem großen Sortiment an Greifern, Sensoren und anderen Erweiterungen zum Be- und Entladen von Maschinen, Pick-and-Place-Aufgaben, Montage oder Nachbearbeiten von Werkstücken.

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