Alles eine Frage der Dosis: Dispensieren mit Cobots

In der Sächsischen Gemeinde Klipphausen, nur einen Katzensprung vom Ost-Juwel Dresden entfernt, geht es beschaulich zu. Bunte Fachwerkhäuschen umgeben von grünen Hügeln, fünf Schlösser und mehrere Kirchen zieren die Ortsteile, im Gasthof „Zur Ausspanne“ serviert man traditionelle Hausmannskost. Bei all der kleinstädtischen Gemütlichkeit mag es überraschen, dass hier modernste Technik zum Einsatz kommt. Denn in Klipphausen sitzt ein mittelständischer Betrieb, der sich der Verarbeitung eines der bedeutendsten Feststoffe verschrieben hat: Glas.

Die Produkte der BADER Glastechnologie GmbH finden Verwendung in privaten Wohnhäusern, aber auch in großen Supermarktketten und Industrieunternehmen. Und besonders bei letzteren Abnehmern hat sich das Familienunternehmen als Spezialist für das Verkleben von Glaselementen etabliert – ein Fertigungsprozess, bei dem heißer Flüssigklebstoff mit Präzision aufgetragen wird. Und zwar zügig und wiederholgenau. Dass hier menschliche Fähigkeiten gerade bei einer hohen Fertigungszahl von bis zu 200 Stück pro Tag an ihre Grenzen stoßen, liegt auf der Hand. Um wettbewerbsfähiger und produktiver zu agieren, entschied sich die Unternehmensführung, auf Automation zu setzen und integrierte kurzerhand zwei kollaborierende Roboter von Universal Robots in die Belegschaft.

Heute zählt die kleine Cobot-Familie noch ein weiteres Mitglied. Und so kleben zwei UR16e und ein UR10e täglich acht Stunden lang Befestigungselemente auf Glasscheiben bei BADER.

Dabei trägt der UR10e zunächst Klebstoff auf eine Glasscheibe auf. Die Dosierung ist genauestens kalkuliert, das Auftragen exakt, der Druck konstant. Da der Cobot mit der Dosiereinheit vernetzt ist, lässt sich außerdem genau vorhersagen, wie viel Klebstoff eine Anwendung benötigt – ressourcensparender geht nicht. Anschließend hebt der UR16e die bis zu 14 Kilogramm schweren Glasscheiben hoch und legt sie vor dem zweiten UR10e wieder ab. Er verklebt die Werkstücke exakt an der richtigen Position auf der Glasfläche. Das schafft er mit einer Abweichung von weniger als 0,05 Millimeter. Potenzielle Varianzen registriert der Cobot mithilfe einer 2D-Kamera – so erkennt er Teile in wechselnden Größen und Formen und platziert diese zielsicher. Ohne dass man ihn erst neu programmieren muss, selbstverständlich.

Und die Mitarbeiter? Sie werden entlastet, ihre Zeit, Arbeitskraft und Kompetenzen optimal eingesetzt. Da hat man nach Feierabend auch noch Muse für ein Stündchen in der „Ausspanne“.

Während es bei BADER vor allem um Wiederholgenauigkeit geht, liegt der Anspruch und Stolz der Firma beyerdynamic in der beispiellosen Spitzenqualität ihrer Produkte und einem Verarbeitungsgrad, der selbst Handarbeit übertrifft. Denn das Traditionsunternehmen mit Sitz in Heilbronn schafft nicht weniger als den perfekten Sound. Der Betrieb ist führend in der Elektroakustik Branche und produziert hochwertige Kopfhörer, Mikrofone und andere Audioprodukte, die von DJs, Podcastern und Musikenthusiasten weltweit geschätzt werden.

Um diese Qualität zu erzielen, bedarf es besonders feingliedriger Arbeitsschritte, die noch bis vor Kurzem drei Mitarbeiterinnen von Hand ausführten: Während der Fertigung werden beispielsweise die Membranen von Kopfhörern durch die Beschichtung mit einem hauchdünnen Dispersionsmedium verfeinert. Das lief lange gut. Zumindest bis sich beyerdynamic vor der Herausforderung sah, die Produktion um 50 Prozent steigern zu müssen – und das bei gleichbleibender Qualität. Allein mit der bestehenden Belegschaft war das nicht machbar, wie auch Jörg Lang, Produktionstechniker bei beyerdynamic erkannte.

Möglich machten die Skalierung der Produktion am Ende Jonathan und Fritzchen. Auf diese Namen taufte das Team von beyerdynamic einen UR3 sowie einen UR5 Cobot. Die beiden teilen sich die Aufgaben des Handlings und des Sprayings und arbeiten eng mit ihren menschlichen Kollegen zusammen: Eine Mitarbeiterin platziert den Kopfhörer Lautsprecher im Sehfeld einer Kamera, die am Handgelenk des Roboterarms befestigt ist. Innerhalb dieser Fläche kann er nun Teile flexibel erkennen. Der UR5 nimmt den Lautsprecher auf und legt ihn vor dem UR3 ab. Mit einer integrierten Sprühpistole ausgestattet, beschichtet dieser die Membran mit einem Dispersionsmediums. Anschließend ist wieder der UR5 am Zug, der den beschichteten Lautsprecher auf einem Tablett ablegt. Ist dieses vollständig mit Werkstücken versehen, reicht der Cobot es selbstständig an den nächsten (menschlichen) Kollegen weiter.

Das Ergebnis der Zusammenarbeit von Mensch und Maschine? „Eine Steigerung der produzierten Stückzahl von 50 Prozent bei gleichzeitiger Qualitätsoptimierung“, freut sich Jörg Lang. So geht Teamarbeit!

Ob Verkleben in Klipphausen oder Spraying in Heilbronn: Die zwei Ausschnitte führen die Vorteile vor Augen, die das Dispensieren mit Cobots besonders für kleine und mittelständischen Unternehmen bereit hält. Denn wo die Neuanordnung großer Fertigungsanlagen nicht kosteneffizient wäre oder Produkte in Kleinserienfertigung hergestellt werden müssen, bieten die intuitive Programmierung und eine schnelle Integration der Cobots einen Weg, Fertigungsverfahren zu optimieren. So machen sie Unternehmen fit für die Zukunft.