Vier Tipps für die Do-it-yourself-Robotik: So funktioniert’s

Ein Beitrag von Dipl.-Ing. (FH) Armin Lausterer, Zertifizierter Sachverständiger (DIN17024) für Maschinensicherheit und Arbeitsschutz, Regensburg

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, eine Automationslösung selbst zu bauen? Mit diesem Gedanken sind Sie nicht alleine, denn der Trend zur eigenen, maßgeschneiderten Automatisierungslösung im Do-it-yourself wurde in den vergangenen Jahren vor allem durch die rasante Entwicklung der Leichtbaurobotik befeuert. Mittlerweile sind gut 50 % der Automatisierungslösungen in meinem Umfeld Eigenbauten.

Die Vorteile einer Robotiklösung im Selbstbau liegen auf der Hand:

• Die Do-it-yourself-Robotik ist etwa 30 % kostengünstiger als eine gekaufte Lösung.
• Sie gehen damit schneller in die Produktion.
• Sie haben weniger Akzeptanzprobleme, da die Mitarbeiter von Anfang an mit eingebunden werden.
• Und last but not least können Sie Änderungen und Anpassungen einfach und schnell selbst vornehmen.
  
  Die folgenden vier Punkte sollten Sie jedoch unbedingt beachten, wenn Sie mit dem Thema starten wollen:

1. An der richtigen Stelle automatisieren
   
   Es gibt drei Stellen in Ihrer Fertigung, wo es sich wirklich lohnt, über DIY-Robotik nachzudenken:
   
   a) Kapazitätsengpässe: Wo sind Kapazitätsengpässe und worauf sind diese zurückzuführen (Personalkapazität, Anlagenkapazität)? Könnten Personalengpässe durch eine Mehranlagenbedienung des Werkers (also eine Teilautomatisierung) oder durch eine Vollautomatisierung gelöst werden?
   
   b) Arbeitsergonomie: Gibt es Arbeitsplätze / Anlagen mit schlechter Arbeitsergonomie? Gibt es Arbeitsplätze, die unbeliebt sind oder für die Sie keine Mitarbeiter finden? Gibt es Arbeitsplätze mit zeitlichem Druck (Taktfertigung) für den Werker?
   
   c) Kosteneinsparung: Gibt es Arbeitsplätze mit Qualitätsproblemen, Reklamationen, Nacharbeit oder Ausschuss?
   
   
2. Das technische Konzept
   
   Eine roboterbasierte Automationslösung besteht meist aus den folgenden Komponenten:

• Leichtbauroboter (z.B. Cobot)
• Roboterbasis (z.B. Tisch, Halterung, Mobile Plattform)
• Effektor (z.B. Greifer, Werkzeug, Kamera)
• Teilezuführung / Teileablage (z.B. Magazin, Blister, Kiste, etc.)
  
  Einiges davon ist vielleicht schon vorhanden oder lässt sich zukaufen. Bei den noch fehlenden elektrischen und mechanischen Komponenten ist dann zu klären, ob diese selbst konstruiert und hergestellt werden können oder extern beschafft werden müssen. Danach wird das technische Konzept finalisiert.

3. Das Sicherheits-Konzept
   
   In Deutschland ist es gesetzlich vorgeschrieben, dass eine Maschine, die in Verkehr gebracht wird, die Mindestvoraussetzungen der Maschinenverordnung erfüllen muss. Dies erklärt in der Regel der Anlagenhersteller in seiner CE-Konformitätserklärung und durch das Anbringen des CE-Kennzeichens an der Maschine. Wer eine Anlage selbst baut, wird zum Anlagenhersteller und ist somit für das Thema CE-Konformität verantwortlich. Dies schreckt viele ab, ist aber meist halb so schlimm.
   
   Wichtig ist, dass man sich bei diesem Thema fundierte Hilfe eines sachkundigen Experten holt. Nach ausführlicher Begutachtung der technischen Lösung erstellt dieser ein Sicherheits-Konzept. Oft wird dazu ein digitaler Zwilling erstellt, um Reichweiten, Aktionsräume, Kollisionen usw. schon im Vorfeld abschätzen zu können.
   
   Das Sicherheits-Konzept sollte mindestens folgende Punkte umfassen:

• Einstufung der Anlage nach Maschinenverordnung
• Klärung von Richtlinien und Normen, die zu beachten sind
• Risikoermittlung, -bewertung, -beurteilung
• Maßnahmen zur Risikominderung
• Technische Unterlagen
• Validierungskonzept
• CE-Konformitätsverfahren
  
  4. Umsetzung
  
  Wenn das technische und sicherheitstechnische Konzept vorliegt, kann nun fundiert abgeschätzt werden, inwieweit die Anlage in Eigenleistung gebaut werden kann und an welchen Stellen externe Hilfe notwendig ist. Nach dem Aufbau der Anlage erfolgt die Validierung und die Inbetriebnahme in der Fertigung inklusive Mitarbeiterunterweisung und Gefährdungsbeurteilung. Diese Schritte sind bei Eigen- bzw. Fremdanlagen gleich.

Zum Autor:
Als zertifizierter Sachverständiger (DIN EN ISO/IEC 17024) für Maschinensicherheit und Arbeitsschutz berate ich Firmen zu den Themen Automatisierung in den Bereichen
– Technischen Realisierung (Digitaler Zwilling, Engineering, …)
– Sicherheits-Konzept (CE-Konformitätserklärung, Risikobeurteilung,
Gefährdungsbeurteilung, …)
– Stabilisierung der Prozesse (Ausfallzeit reduzieren, Qualität verbessern)