Cobots im Handwerk - Roboter, die vom Handwerker lernen

Cobots im Handwerk – die nächste Stufe der Digitalisierung

Hohe Lohnkosten und schwere Arbeit – dies sind zwei Faktoren, die das Handwerk belasten. Auch entscheiden sich viele Berufsanfänger aufgrund der harten Arbeit, die in vielen handwerklichen Berufen wartet, gegen einen Werdegang in diesem Sektor. Cobots haben das Potenzial, diese beiden Probleme zu lösen. Bei Cobots handelt es sich um kollaborative Roboter, die gemeinsam mit dem Menschen arbeiten. Sie übernehmen vor allem schwere und repetitive Aufgaben.

Handwerk 4.0: Cobots steigern die Automatisierung

Cobots tragen zur Automatisierung von Prozessen bei. Damit stehen diese Roboter auf den ersten Blick im Gegensatz zum Konzept des Handwerks, wo es vor allem auf individuelle Fähigkeiten ankommt. Jedoch gibt es auch im Handwerk zahlreiche Arbeiten, die keine besonderen Kenntnisse erfordert. Somit kommen die Cobots im Handwerk auch primär zur Entlastung und Unterstützung der Mitarbeitenden zum Einsatz.

Eine weitere besondere Eigenschaft von Cobots ist die Künstliche Intelligenz. Viele kollaborative Roboter sind mit Steuerungen ausgerüstet, die lernfähig sind. Dies sorgt dafür, dass solche Cobots ohne komplexe Programmierung individuelle Aufgaben übernehmen können. Gerade im Handwerk ist dies von Vorteil, denn im Gegensatz zur industriellen Massenfertigung ändern sich hier die Arbeitsabläufe oftmals, wenn auch nur geringfügig.

Varianten von Cobots – in diesen Formen kommen Cobots im Handwerk zum Einsatz

Cobots gibt es bereits in einer Vielzahl von Varianten. Cobot-Greifer beispielsweise sind stationäre und recht kompakte Helfer. Diese kommen bei unterschiedlichen Fertigungsaufgaben zum Einsatz. Die Greifer sind in der Lage, Bauteile aufzunehmen, diese zu bewegen, sie zusammenzusetzen oder auch einfach nur zu halten. Greifer-Cobots arbeiten, wie alle anderen kollaborativen Roboter auch, gemeinsam mit dem Menschen. Die Aufgabe ist es, als helfende Hand zu agieren und dem Menschen eintönige Aufgaben abzunehmen. Roboterarme mit bionischen Funktionen gehören ebenfalls zu den Cobots. Diese bewegen sich wie die menschlichen Vorbilder und können somit dieselben Aufgabenbereiche abdecken.

Im Handwerk werden zudem Systeme benötigt, die bestimmte Arbeiten mit Werkzeugen übernehmen. In dieser Funktion agieren die Cobots wie Multitools mit Werkzeugaufnahmen. Solche kollaborativen Roboter arbeiten gemeinsam mit einem Mitarbeitenden und können beispielsweise das Schrauben oder Bohren übernehmen und entsprechend auch die benötigten Materialien greifen. Was diese Systeme von Robotern unterscheidet, sind die Sensoren. Diese Cobots verfügen beispielsweise über Kameras, was es erlaubt, individuell auf Aufgaben zu reagieren. So arbeiten die Cobots auch dann zuverlässig, wenn sich die Bewegungsabläufe nicht immer zu 100 Prozent gleichen. Eine Eigenschaft, die gerade im Handwerk gefragt ist.

Für den industriellen Einsatz sind multifunktionale Cobots mit austauschbaren Schablonen konzipiert. Diese ähneln in der Optik den aus der Fahrzeugmontage bekannten Produktionsrobotern, sie unterscheiden sich jedoch vom Einsatzgebiet. Viele industrielle Cobots besitzen einen modularen Aufbau. So lässt sich der Einsatzbereich jeweils anpassen. Viele der Funktionen sind bereits vorprogrammiert. In Kombination mit der KI sind die Cobots dazu in der Lage, sich relativ schnell an neue Aufgabenfelder anzupassen.

Eine andere Kategorie bilden die fahrbaren Cobots. Auch hier gibt es wieder ein breites Spektrum an Varianten mit unterschiedlichen Arbeitsbereichen. Diese Cobots übernehmen Aufgaben wie den Transport oder das Sammeln von Gegenständen, können jedoch auch mit Kameras oder anderen Sensoren ausgestattet sein und selbständig Informationen aus der Umgebung einholen.

Typische Aufgabenbereiche von Cobots

Das Aufgabenspektrum von Cobots ist sehr breit. Die kollaborativen Roboter führen sowohl filigrane und präzise wie auch grobe Arbeiten aus. Grundsätzlich gibt es hier keine Grenzen. Die technische Leistungsfähigkeit sowie die Optionen für die Programmierung der Steuerung legen die möglichen Einsatzszenarien fest.

Typisch ist der Einsatz von Cobots als Helfer in der Montage. Hier bewegen, halten und montieren die Cobots Objekte unterschiedlicher Größen. Sie übernehmen jedoch auch Aufgaben wie das Verpacken von Versandgegenständen. Außerdem können Cobots auch sehr spezifische Aufgaben ausführen, die spezielle Werkzeuge oder Fähigkeiten erfordern. Dies sind beispielsweise Schweiß- oder Polierarbeiten in der Metallverarbeitung. Den Transport von Objekten übernehmen sogenannte Pick-and-Place Cobots. Hier geht es oftmals darum, aus einer Vielzahl an kleinen Bauteilen gezielt die gewünschten Komponenten zu greifen. Cobots erledigen dies mit hoher Präzision und Geschwindigkeit.

Ähnliche Funktionen übernehmen auch Lasten- und Transportroboter. Diese Systeme sind jedoch fahrbar und haben die Aufgabe, Material, Werkzeug oder andere Lasten zu bewegen. Sie kommen beispielsweise auf Baustellen oder in Lagerhallen zum Einsatz. Die Transportroboter bewegen Säcke, Steine oder sogar Europaletten mit einem Gewicht von einer Tonne und mehr. Damit entlasten sie die menschlichen Mitarbeitenden und übernehmen die schweren, belastenden Arbeiten.

Was mit Cobots möglich ist, zeigen Systeme, die darauf ausgelegt sind, direkt vom Menschen zu lernen. Mithilfe von Kameras oder Sensoren analysieren diese Cobots die Bewegungen des menschlichen Mitarbeitenden und speichern diese Abläufe. Die KI ruft diese Muster dann ab und kopiert somit das menschliche Vorbild. Diese Form der intuitiven Programmierung erspart die Entwicklung von Programmen für spezifische Aufgaben und ermöglicht es dem Handwerk, selbständig Cobots auf spezifische Aufgaben im eigenen Betrieb vorzubereiten.

Cobots in den eigenen Betrieb integrieren

Da Cobots aus einer Kombination von komplexer Technik und hoch entwickelten Steuerungskomponenten bestehen, ist die Anschaffung mit dementsprechenden Kosten verbunden. Diese schwanken je nach Art des Systems.

Grundsätzlich gilt, dass die Kosten mit der Komplexität der Cobots steigen. Leichtbau-Industrieroboter und Cobots für Montageanwendungen bewegen sich in einem Preisbereich zwischen 20.000 und 60.000 Euro.

Ebenso interessant für Unternehmen sind Informationen über das Return on Investment. Dieses lässt sich oftmals recht präzise errechnen. Die entscheidenden Faktoren sind neben den Anschaffungskosten noch die reduzierten Lohnkosten sowie die Produktivität, die der Cobot zum Unternehmen beisteuert. In vielen Situationen ist ein Cobot leistungsfähiger als eine Arbeitskraft. Zu berücksichtigen ist auch, dass ein kollaborativer Roboter keinen Urlaub benötigt und auch keine geregelten Arbeitszeiten hat. Aus diesem Grund ergibt sich in der Praxis eine Amortisationszeit, welche oft zwischen sechs Monaten und zwei Jahren liegt.

Alternativen zur Anschaffung eines eigenen Cobots sind Mieten, Leasing und Roboter as a Service. Über Miet- und Leasingverträge lassen sich Cobots zu monatlichen Fixkosten in den Betrieb holen. Dies ist gerade bei temporären Aufgaben oder für den Test des Konzepts Cobot eine interessante Lösung. Roboter as a Service hingegen sind ein Modell, bei dem der Cobot im Besitz des Dienstleisters bleibt. Das Konzept ist bereits aus anderen Zusammenhängen bekannt. Der Anbieter kümmert sich um die Wartung und Bereitstellung des Cobots. Auf diese Weise haben Handwerksbetriebe Zugang zu Cobots, ohne enorme Investitionen in die Technik leisten zu müssen.