Cover: igus ermöglicht kostengünstigen und risikoarmen Einstieg in die Automation

Mittelständischen Betrieben den kostengünstigen und risikoarmen Einstieg in die Automation ermöglichen – dieses Ziel verfolgt igus mit seinem umfangreichen Low-Cost-Automation-Angebot aus Robotik-Baukästen und dem kostenlosen Beratungsservice RBTXpert. Zum Angebot gehört auch der kollaborative Roboter ReBeL für besonders günstige Servicerobotik – auch als smarte Version erhältlich.

 Ein Pick-and-Place-Roboter greift Richtung Förderband, nimmt sich ein kleines Bauteil und legt es in eine Kiste. Immer und immer wieder, tausendfach am Tag. Diese einfachen monotonen Tätigkeiten sind in der Industrie Alltag und bei vielen großen Betrieben längst automatisiert. Doch die Hürde für viele kleinere Betriebe ist hoch, und dass, obwohl sie in vielen Fällen von einer Automatisierung unmittelbar und schnell profitieren würden. Was hindert also diese KMU daran, einzusteigen? „Eine große Hürde sind die vermeintlich hohen Investitionskosten“, macht Alexander Mühlens, Leiter Automatisierungstechnik bei igus deutlich und fügt hinzu: „Für Einsteiger ist das Angebot auf dem Markt außerdem sehr unübersichtlich. Ein großes Fragezeichen entsteht beispielsweise, wenn man wissen will, ob Komponenten verschiedener Hersteller reibungslos miteinander funktionieren.“ Genau diese Herausforderungen greift igus mit seiner Low-Cost-Automation auf. Der Kölner motion-plastics-Spezialist bietet Linearroboter, Deltaroboter sowie Gelenkarmroboter made in Germany zu einem besonders günstigen Preis. Hinzu kommen der Getriebebaukasten Apiro sowie verschiedene Steuerungen. Durch die Modularität der einzelnen Komponenten lassen sich nach dem Build-or-Buy-Prinzip einzelne Komponenten oder komplette, individuelle Robotiklösungen zusammenstellen und bestellen.

Ein besonderer Fokus der igus-Produkte liegt dabei auf einem günstigen Einstiegspreis und einer schnellen Amortisierung. Hier spielen die Hochleistungskunststoffe von igus ihre Stärken aus. Viele Teile, die sich bewegen, sind tribologisch optimiert und dadurch langlebig, leicht und schmiermittelfrei sowie kostengünstig in der Herstellung. Durch den niedrigen Einstiegspreis und den geringen Wartungsbedarf ist es möglich, Roboter auch dort einzusetzen, wo der Einsatz von Robotik sich bisher nicht lohnte. Etwa bei sehr kleinen Unternehmen, um manuelle, monotone und oftmals fehleranfällige Arbeitsschritte wie das Einsortieren von Bauteilen zu automatisieren. 

Servicerobotik macht großen Sprung nach vorn.

Aber nicht nur in industriellen Anwendungsbereichen, sondern auch in Küchen, in der Pflege oder in Ausgabeautomaten helfen Leichtbauroboter, einfache und monotone Aufgaben zu automatisieren. Damit sich solche interagierenden Servicerobotik-Konzepte kostengünstig umsetzen lassen, hat igus einen Getriebebaukasten für Cobots entwickelt. Im Zentrum steht dabei das vollintegrierte Tribo-Wellgetriebe mit Motor, Absolutwert-Encoder, Kraftregelung und Controller: Das weltweit erste industrietaugliche Cobot-Getriebe aus Kunststoff. Der Einsatz von Kunststoffen ermöglicht hier eine äußerst kompakte Bauweise und eine kostengünstige Herstellung. „Seit 2019 haben wir zahlreiche tribologische und thermodynamische Tests zu 15 Materialpaarungen und Toleranzketten im hauseigenen Labor durchgeführt. Dadurch konnten wir kontinuierlich Verbesserungen erzielen und am Ende die Zyklenzahl auf zwei Millionen sogar verfünffachen. Das entspricht einer üblichen Lebensdauer von zwei Jahren“, sagt Alexander Mühlens.

Das drygear-Wellgetriebe kann beispielsweise in der letzten Achse von Gelenkarm-, Portal- und Delta-Robotern vor verschiedenen Greifersystemen eingesetzt werden. „Die Plug-and-Play-Lösung hilft dabei, spannende Cobot-Ideen schnell in die Tat umzusetzen, ganz ohne sich Gedanken zur Leistungselektronik machen zu müssen“, stellt Alexander Mühlens heraus. Das geringe Gewicht sei beim Einsatz in Cobots ein deutlicher Pluspunkt, denn kleinere Massen bedeuten auch kleinere Kräfte bei Kollisionen. „Dank der elektronischen Komponenten im vollintegrierten Wellgetriebe ist eine Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) möglich“, so Mühlens weiter. Mittels Absolutwert-Encoder-Technologie können Kräfte wie auch Momente über den Motorstrom ermittelt und sicher begrenzt werden. Dafür setzt igus auf einen Doppelencoder, bei dem eine Messung vor und hinter dem Gelenk erfolgt, um Kräfte und Drehmomente zu erkennen und darauf reagieren zu können. igus hat sein motion-plastics-Know-how auch in die Leistungselektronik eingebracht und erstmalig einen Encoder mit Hilfe von Leitplastikbahnen entwickelt. So lassen sich Dreh- und Zyklenzahl, Durchläufe, Temperatur und Strom exakt messen. Dank einer Cloudanbindung mit Webcam stellt ein Dashboard alle generierten Daten übersichtlich live dar. Der Kunde erhält so die volle Transparenz über seinen ReBeL im Betrieb, über Kennzahlen wie Verschleiß, Taktzeit und Stückzahlen.

ReBeL der Automatisierung.

Die vollintegrierten Wellgetriebe aus Kunststoff kommen in der neuen Robotergeneration von igus zum Einsatz: dem ReBeL. Mit rund 8 Kilogramm ist er der leichteste Serviceroboter mit Cobot-Funktion in seiner Klasse. Seine Traglast liegt bei 2 kg und er besitzt eine Reichweite von 664 Millimetern. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei +/- 1 Millimeter bei 7 Picks pro Minute. Das qualifiziert ihn für die vielfältigsten Aufgaben: Vom Einsatz auf einem Fahrerlosen Transportsystem, als montierte Version auf Drohnen im Agrarbereich bis hin zum Einsatz als Barkeeper. Alexander Mühlens: „Viele neue Robotikideen sind inzwischen nicht nur denkbar, sondern längst möglich – gerade, wenn die Einstiegshürden wie Preis, Komplexität oder Aufwand sinken. Erhältlich ist der smarte ReBeL in zwei Varianten: als Open- Source-Version ohne Robotersteuerung, Netzteil und Software für 3.900 Euro oder als vollausgestattete Plug-and-Play-Variante für 4.970 Euro. Gemäß dem igus-Ansatz „Build or Buy“ stehen Kunden neben dem Komplettsystem auch die einzelnen ReBeL Wellgetriebe zur Verfügung, in den Durchmessern 80 und 105 Millimeter. Das Drehmoment beträgt 3 Nm (80) beziehungsweise 25 Nm (105) bei 6 RPM, mit einer Übersetzung von 50:1.

Ganz ohne Programmierkenntnisse.

Der ReBeL lässt sich ganz einfach testen und betreiben. Dafür hat igus eine kostenlose Steuerungssoftware für alle Roboter-Kinematiken des Unternehmens entwickelt. Die igus Robot Control ist konzipiert für diejenigen, die automatisieren wollen, aber über weniger Programmierer-Ressourcen verfügen. Die Komplexität der Software ist soweit reduziert, dass selbst Laien nach kurzer Einarbeitungszeit Bewegungen des Roboters festlegen können. Möglich wird diese intuitive Steuerung durch einen Digitalen Zwilling. Der Anwender kann die Bewegungsbahnen des virtuellen Roboters mit wenigen Klicks und ohne Programmierkenntnisse festlegen. Ebenso einfach kann er in der Software Endeffektoren wie Greifer und virtuelle Boxen hinzufügen, um Kollisionen des Roboters mit Maschinenbauteilen zu verhindern. „Bisher am Markt verfügbare Steuerungen sind sehr komplex. Sie besitzen viele Funktionen, die Einarbeitungszeit voraussetzen, für die Programmierung von Low-Cost-Robotern aber überqualifiziert sind. Mit der igus Robot Control sparen Betriebe Kosten bei der Inbetriebnahme von Robotern ein und machen sich von Integratoren unabhängiger“, sagt Alexander Mühlens. Zudem können Interessenten Automationslösungen vor dem Kauf mithilfe der Software simulieren und testen.

Online-Marktplatz RBTX: Mit wenigen Klicks Roboter zusammenstellen

Damit Interessenten für ihre Automationskonzepte genau die Komponenten finden, die sie brauchen, hat igus RBTX.com ins Leben gerufen – einen Online-Marktplatz, der inzwischen mehr als 40 Hersteller von Low-Cost-Robotics an einen Tisch bringt. Mithilfe eines Konfigurators stellen sich Anwender im Internet eine Automationslösung zusammen. Das elektromechanische Grundgerüst bilden dabei drei igus-Kinematiken. Es gibt aber auch Roboter-Kinematiken anderer Hersteller. Erweitern lässt sich diese Basis um Einzelkomponenten verschiedener Hersteller, etwa Kameras, Software, Greifer, Leistungselektronik, Motoren, Sensoren und Steuerungen. Um die Kompatibilität muss sich der Anwender dabei keine Sorgen machen. Ingenieure haben alle Komponenten miteinander kombiniert und getestet, sodass ein reibungsloses Zusammenspiel gewährleistet ist. „Mithilfe der Plattform können Kunden fertige Robotik-Lösungen konfigurieren und direkt bestellen. Dabei passen alle Komponenten, Hardware und Software zu 100 % zusammen. Gleichzeitig kann der Kunde während der Konfiguration permanent den Preis seiner Low-Cost-Lösung sehen.

Schritt für Schritt zur passenden Automationslösung mit dem igus RBTXpert

Einen Schritt weiter geht der RBTXpert, ein Berater, der bei der Auswahl der richtigen Low-Cost-Automation-Lösung hilft. Er unterstützt vor allem dann, wenn man nur die Aufgabe hat, die automatisiert werden soll, aber noch nicht weiß, welche Komponenten man dafür eigentlich benötigt. Auf einer 400 Quadratmeter großen Customer-Testing-Area beraten Experten täglich Kunden per Live-Video und testen mit ihnen gemeinsam die Machbarkeit der geplanten einfachen Automatisierung. „Einfach“ sind Anwendungen, die einen Gesamtprojektaufwand von 100 Stunden nicht überschreiten und geschätzte Hardwarekosten von 5.000 bis 45.000 Euro veranschlagen. Im Rahmen des Tests können Kunden ihre Ware, die bewegt werden soll, zu igus schicken und genau damit werden dann die Tests durchgeführt. Die Besonderheit liegt hier nicht nur in der Möglichkeit des Testens, sondern auch darin, dass ein Experte den gesamten Prozess begleitet und auf Basis des Tests ein verbindliches Angebot mit Festpreis macht. So bleiben die Kosten stets transparent. „Immer mehr kleine und mittlere Unternehmen nutzen Low-Cost-Robotics, um mit geringen Investitionen in ihre Wettbewerbsfähigkeit zu investieren und neue Robotikkonzepte umzusetzen. Und genau hier stehen wir diesen Kunden mit unseren Ideen und unserem Know-how zur Seite“, stellt Alexander Mühlens heraus. „Wir spüren, dass wir Automatisierung noch zugänglicher machen, da wir mit unserem Service RBTXpert allein in Deutschland mehr als 20 Kundenprojekte pro Woche beraten. Deshalb erweitern wir den Service um zehn weitere Online-Berater. International ist das Angebot bereits in sieben Ländern verfügbar, weitere 14 sind in Vorbereitung”, so Alexander Mühlens. „Aus diesen positiven Erfahrungen, den vielen umgesetzten Projekten und den zahlreichen Kundengesprächen heraus entwickelt sich zurzeit ein spannendes Ökosystem an weiteren Services.”

Universum für die Low-Cost-Automation von igus

igus arbeitet verstärkt an einem Universum für die Low-Cost-Automation, in dem sich alles um die individuelle Kundenanwendung dreht. Ziel ist es, mit neuen Angeboten und Businessmodellen die Integration von Robotik weiter zu vereinfachen. „Wir werden unter anderem einen App Store zur Verfügung stellen, in dem Anbieter von Low-Cost-Automation und freie Softwareentwickler ihre Software-Ideen einbringen können. Mit Hilfe von bereits existierender Software können Anwender ihre Automatisierung noch schneller realisieren. Auch die Anbindung der Roboter an digitale Services wie IFTTT oder smarte Assistenten wie Alexa oder Siri ist möglich. So könnte man zum Beispiel einen Kaffee per Sprache bestellen und ein Roboter schenkt ihn dann aus. Daraus ergeben sich ganz neue Business-Modelle wie Pay-per-Pick, bei dem Nutzer nicht für den Roboter, sondern nur für seine Aufgabe zahlen. Diese neuen Möglichkeiten werden den Robotikmarkt ebenso wie den Alltag nachhaltig verändern“, sagt Mühlens. „Ihnen wollen wir mit dem Low-Cost-Automation-Universum ein Zuhause geben.“

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