Seit Jahrzehnten sind Standard-Industrieroboter in vielen Anwendungen unterschiedlichster Industrien etabliert. Diese aus Sicherheitsgründen nur in abgetrennten beziehungsweise abgesicherten Bereichen eingesetzten Roboter werden seit einigen Jahren von sogenannten kollaborativen Robotern ergänzt und zum Teil auch ersetzt.
Kollaborative Roboter, auch Cobots genannt, dürfen dank ihrer speziell angepassten Software, die meist in Kombination mit zusätzlichen Sensoren eingesetzt wird und den Cobot bei Kollision stoppt, ohne trennende Schutzgitter beziehungsweise ohne Sicherheitsabstand zum Menschen und sogar in Zusammenarbeit mit Menschen arbeiten.
Für diese neue Robotergeneration wurden in kurzer Zeit sehr viele neue Anwendungen erschlossen, und die laufenden Entwicklungen deuten darauf hin, dass dieser Trend weiterhin anhält.
Wachstumsfeld Cobots
Zurzeit prognostizieren alle Marktstudien langfristig wachsende Robotikmärkte, insbesondere für die Kleinrobotik und hier speziell für Cobots. Heute werden diese neuen Roboter häufig in Anwendungen der Fertigungsindustrie eingesetzt. Zum Teil übernehmen sie aber auch Arbeiten, die bisher Standard-Industrierobotern vorbehalten waren. Hier können unter anderem wirtschaftliche Gründe für den Einsatz ausschlaggebend sein, denn Cobots sind im Allgemeinen trotz ihrer zusätzlichen Sensorik kostengünstiger als Standard-Industrieroboter.
Zu den häufigsten Cobot-Anwendungen zählen beispielsweise Sortier-, Handhabungs- und Montagearbeiten inklusive des Eindrehens von Schrauben und dergleichen, Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen, manuelle Maschinenbedienung, Palettieren, Qualitätsprüfungen, einfache Laborarbeiten, Aufbringen von Klebstoffen, Schweißen, Entgraten und Polieren von Oberflächen bei definiertem Polierdruck.
Die beschriebenen Anwendungen erklären das in vielen Marktstudien beschriebene, enorme Potenzial der kollaborativen Roboter. Dies gilt hauptsächlich für die fertigungsintensiven asiatischen Länder, allen voran China.
Als weiteres Wachstumsfeld etabliert sich zunehmend die Medizintechnik, wo Chirurgen von kollaborierenden Robotern bei feinmotorisch anspruchsvollen Arbeiten unterstützt werden können. So werden zum Beispiel mehrarmige Operationsroboter in der minimal invasiven Chirurgie mit insgesamt bis zu 34 rotatorischen Achsen und einigen zusätzlichen Linearachsen eingesetzt, um die Chirurgen bei ihrer anspruchsvollen Arbeit zu unterstützen beziehungsweise um einige Operationstechniken überhaupt erst zu ermöglichen.
Zusätzlich gibt es den Trend, minimal invasive Operationen mittels mehrerer individuell am Operationstisch platzierter und synchron gesteuerter Cobots durchzuführen.
Getriebe für Kleinrobotik und Cobots
Weltweit setzen alle namhaften und global tätigen Roboterhersteller in ihren „kleinen“ Robotern und Cobots vorwiegend Harmonic Drive Wellgetriebe des oben genannten Herstellers ein. Entscheidend dafür sind neben Kriterien wie Produktqualität, jahrzehntelanger Erfahrung in der Fertigung von Wellgetrieben und der Option zur Belieferung aus Fertigungsstätten auf mehreren Kontinenten auch die Beratung durch qualifizierte und erfahrene Mitarbeiter.
Sie beginnt bei der Auswahl der für die jeweilige Achse am besten geeigneten Bauversion (Getriebe-Einbausatz oder ein Produkt mit integriertem Abtriebslager) sowie der Getriebebaureihe und erstreckt sich über die Auslegung des Getriebes und des Motors bis hin zu Fragen der konstruktiven Einbindung und Montage im Roboterarm.
Bei Betrachtung wichtiger Anforderungen an Roboter und davon abgeleiteter Anforderungen an die einzusetzenden Robotergetriebe wird deutlich, dass bei Robotergetrieben neben Spielfreiheit und Präzision wegen der steigenden Anforderungen an den Leichtbau vor allem Gewicht und Bauraum eine wichtige Rolle spielen.
Deshalb kommen in Robotern der neuesten Generationen auch bevorzugt die drehmoment- und lebensdauergesteigerten Harmonic Drive Units der SHG-Baureihen oder die besonders kurzbauende SHD-Baureihe zum Einsatz.
Fertigung auf drei Kontinenten
Im Gegensatz zu diversen Nachahmungen meist chinesischer, aber auch japanischer und deutscher Provenienz, werden die originalen Harmonic Drive Getriebe in der seit über 50 Jahren bewährten Qualität in Werken auf drei Kontinenten nach dem neuesten Stand der Technik gefertigt.
Die Fertigungsstätten der zur japanischen Harmonic Drive Systems Inc. gehörenden Firmengruppe befinden sich in Matsumoto-Hotaka/Japan, Limburg/Deutschland und Boston/USA. Die Fertigungsprozesse in diesen Werken sind aufeinander abgestimmt und unterliegen identischen Qualitätsstandards.
Unwägbarkeiten abpuffern
International aufgestellte Roboterhersteller mit ihren zum Teil weltweit verteilten Fertigungsstätten wissen die lokale Produktion von Kernkomponenten ihrer Produkte sehr zu schätzen und zur Optimierung ihrer Lieferkette und damit ihrer eigenen Produktion sinnvoll zu nutzen.
Neben logistischen Vorteilen zählen die Unwägbarkeiten von zum Beispiel möglichen politischen Umbrüchen, Naturkatastrophen und Unglücken respektive Bränden zu den Gründen, warum Roboterhersteller die optionale Versorgung aus unterschiedlichen Fertigungsstätten des gleichen Herstellers favorisieren.
Die weltweit verteilte Fertigung der Harmonic Drive Getriebe ist somit neben der bekannten Qualität und Lebensdauer ein wichtiger Wettbewerbsfaktor für diesen Lieferanten von Präzisionsgetrieben.
