Cobots – Fortschritt durch Zusammenarbeit
In den innovativen Fertigungsanlagen der Industrie 4.0 teilen sich die Arbeiter mittlerweile ihren Arbeitsplatz mit kollaborativen Robotern, den sogenannten Cobots. Diese Cobots arbeiten Seite an Seite mit ihren menschlichen Kollegen, interagieren mit ihnen, um gemeinsam die Effizienz und die Produktivität zu steigern – und eröffnen so völlig neue Möglichkeiten im Bereich der Fertigung und darüber hinaus. Die Entwicklung der Cobots steckt immer noch in den Kinderschuhen, folgt jedoch bereits einem völlig anderen Weg als die der Industrieroboter. Statt industrielle Prozesse in großem Maßstab auszuführen, unterstützen Cobots Fabrikarbeiter bei ihrer Arbeit. Für die Entwicklung eines Cobots ist ein sehr hohes Maß an technischem Know-how erforderlich. Allerdings ist der Markt hart umkämpft und es besteht eine zunehmende Notwendigkeit, die Kosten zu senken. Gleichzeitig existieren nach wie vor viele falsche Vorstellungen in Bezug auf Roboter und Cobots. Viele betrachten sie als leistungsfähige, aber gefährliche Fertigungssysteme, die für Menschen ein inhärentes Sicherheitsrisiko darstellen.
Die jüngste Generation der Cobots hat jedoch gezeigt, dass der Nutzen die Risiken bei Weitem überwiegt. Zudem können diese Risiken mithilfe der richtigen Kombination aus Halbleiterlösungen und fortschrittlichen Algorithmen minimiert oder sogar gänzlich eliminiert werden. Grundsätzlich benötigen Cobots hoch entwickelte Sicherheitsfunktionen sowie die Fähigkeit, ihre Umgebung mit höchster Präzision zu scannen. Diese Aufgabe übernehmen Sensoren, die sie die Umgebung um sie herum wahrnehmen und verstehen lassen. Nur dann sind ihre menschlichen Kollegen ausreichend vor Zusammenstößen und anderen Gefahren am Arbeitsplatz geschützt. Darüber hinaus muss ein kollaborativer Roboter dazu in der Lage sein, seinen Standort zu bestimmen und seine direkte Umgebung zu navigieren. Mit einem erfahrenen Partner wie Infineon an Ihrer Seite können Sie sicher sein, dass Ihr Cobot alle diese Anforderungen erfüllt.
In den innovativen Fertigungsanlagen der Industrie 4.0 teilen sich die Arbeiter mittlerweile ihren Arbeitsplatz mit kollaborativen Robotern, den sogenannten Cobots. Diese Cobots arbeiten Seite an Seite mit ihren menschlichen Kollegen, interagieren mit ihnen, um gemeinsam die Effizienz und die Produktivität zu steigern – und eröffnen so völlig neue Möglichkeiten im Bereich der Fertigung und darüber hinaus. Die Entwicklung der Cobots steckt immer noch in den Kinderschuhen, folgt jedoch bereits einem völlig anderen Weg als die der Industrieroboter. Statt industrielle Prozesse in großem Maßstab auszuführen, unterstützen Cobots Fabrikarbeiter bei ihrer Arbeit. Für die Entwicklung eines Cobots ist ein sehr hohes Maß an technischem Know-how erforderlich. Allerdings ist der Markt hart umkämpft und es besteht eine zunehmende Notwendigkeit, die Kosten zu senken. Gleichzeitig existieren nach wie vor viele falsche Vorstellungen in Bezug auf Roboter und Cobots. Viele betrachten sie als leistungsfähige, aber gefährliche Fertigungssysteme, die für Menschen ein inhärentes Sicherheitsrisiko darstellen.
Die jüngste Generation der Cobots hat jedoch gezeigt, dass der Nutzen die Risiken bei Weitem überwiegt. Zudem können diese Risiken mithilfe der richtigen Kombination aus Halbleiterlösungen und fortschrittlichen Algorithmen minimiert oder sogar gänzlich eliminiert werden. Grundsätzlich benötigen Cobots hoch entwickelte Sicherheitsfunktionen sowie die Fähigkeit, ihre Umgebung mit höchster Präzision zu scannen. Diese Aufgabe übernehmen Sensoren, die sie die Umgebung um sie herum wahrnehmen und verstehen lassen. Nur dann sind ihre menschlichen Kollegen ausreichend vor Zusammenstößen und anderen Gefahren am Arbeitsplatz geschützt. Darüber hinaus muss ein kollaborativer Roboter dazu in der Lage sein, seinen Standort zu bestimmen und seine direkte Umgebung zu navigieren. Mit einem erfahrenen Partner wie Infineon an Ihrer Seite können Sie sicher sein, dass Ihr Cobot alle diese Anforderungen erfüllt.
Strukturelle Systemdarstellung: Cobot
Wesentliche Design-Merkmale eines Cobots
Industrielle Cobots sind für gewöhnlich beweglich, um größtmögliche Flexibilität zu bieten. Trotz einiger Gemeinsamkeiten mit herkömmlichen Industrierobotern gibt es einige deutliche Unterschiede. Der offensichtlichste Unterschied ist der Manipulator oder Roboterarm eines Cobots, der sich in einem harmonisch geformten Gehäuse befindet. Statt die Umgebung mithilfe von externen Sensoren wahrzunehmen, ist eine interne Roboter- und Umgebungserkennung in den Roboterarm des Cobots integriert. Dabei handelt es sich um ein grundlegendes Sicherheitsmerkmal, da Cobots für gewöhnlich nicht durch eine physische Schutzvorrichtung, einen Lichtvorhang oder ähnliches von ihren menschlichen Kollegen getrennt sind.
Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist, dass der Antrieb, die Motoren in den Gelenken des Roboterarms und der Effektor nicht voneinander getrennt sind. Die Motorensteuerung kann direkt im oder in der Nähe des Antriebsgehäuses integriert werden, was zu einer Optimierung der Leistungsdichte führt. Die Verkabelung reduziert sich demzufolge auf einen gemeinsamen DC-Versorgungskreis, der die einzelnen Motoren innerhalb der Gelenke speist. Darüber hinaus verfügen Cobots über eine vereinfachte Kommunikationsinfrastruktur. Es gibt nur einen einzigen, internen Backbone-Bus, der für die Kommunikation zwischen den funktionalen Elementen innerhalb des Kontrollgeräts und des Manipulators genutzt wird. Was die Nutzlast anbelangt, so bewegen sich kollaborative Roboter üblicherweise in einem Bereich von etwa 3 bis 10 kg. Wird diese Obergrenze überschritten, ist der Roboterarm möglicherweise aufgrund der zu hohen Trägheit nicht mehr in der Lage, schnell genug anzuhalten, was die Betriebsgeschwindigkeit aus Sicherheitsgründen drastisch reduziert und einen Produktivitätsabfall zur Folge hat.
Die Anforderungen des Marktes an kollaborative Roboter
Ähnlich wie bei den industriellen Robotern nimmt auch hier der Druck zu, Cobots schnell auf den Markt zu bringen. Ein Bausatzsystem mit vorgefertigten Komponenten sorgt dafür, dass die Hardware eines Cobots schnell anhand der Design-Spezifikationen zusammengebaut werden kann. Die Entwicklung der Software, beziehungsweise der innovativen Algorithmen, die zur Steuerung eines Cobots eingesetzt werden, ist hierbei für den Erfolg entscheidend und erfordert etwas mehr Zeit sowie den Einsatz qualifizierter Fachkräfte.
Da sie oftmals eng mit menschlichen Kollegen zusammenarbeiten, müssen Cobots intelligent und „sensibel“ sein. Dafür sorgen elektronische Bauteile, die sicher und zuverlässig funktionieren.
Kleine, leichte Roboter sind bei Herstellern besonders gefragt, da sie bei einer hohen Betriebsgeschwindigkeit eine niedrigere mechanische Trägheit aufweisen. Komponenten, die leicht integrierbar sind und über eine hohe Leistungsdichte verfügen, können zu diesen gewünschten Merkmalen beitragen. Zu guter Letzt ist bei jedem Cobot natürlich vor allem die Sicherheit ausschlaggebend. Für den Fernzugriff, den IP-Schutz und die Erkennung nicht originaler Ersatzteile ist eine maximale Sicherheit an den flexiblen und vernetzten Schnittstellen erforderlich. Da die Cobots einer Flotte von außerhalb programmiert werden können, ist auch der Schutz vor unbefugtem Zugriff von entscheidender Bedeutung. Adäquate Sicherheitsmaßnahmen sind der einzige Weg, um Probleme zu verhindern und die Akzeptanz und das Vertrauen in die Technologie zu stärken.
Infineons Beitrag zu kollaborativen Robotern
Wir bei Infineon bieten Ihnen unser Wissen und unsere Unterstützung für die unterschiedlichsten Cobot-Projekte an. Wir verfügen über umfassende Kenntnisse im Bereich der Robotik und geben dieses Know-how gerne an unsere Kunden weiter. Arbeiten Sie bei der Entwicklung einer auf Sie zugeschnittenen Cobot-Lösung mit uns zusammen und erzielen Sie folgende Vorteile:
- Leicht integrierbare, funktionale Bausteine für Bewegungssteuerung, Umgebungserkennung, effiziente Stromversorgung und Ladesysteme, Spannungsversorgung für Sensoren, digitale und analoge Logik, und Sicherheit
- Höchste Qualitätsstandards und ein sicherheitszertifizierter Entwicklungsprozess
- Sicherheitsmaßnahmen für funktionale Sicherheitslösungen zum Schutz sowohl Ihrer Daten als auch Ihrer Arbeiter
- Ein umfassendes Wissen über Robotik, vom gesamten System bis hin zum kleinsten Detail
- Alles aus einer Hand – damit Sie das gesamte Potenzial des Systems nutzen können
- Ein breites Portfolio an bewährten Produkten, das den gesamten Steuer- und Regelkreis abdeckt
- Unsere Erkenntnisse als aktiver Marktteilnehmer und Partner im jungen, sich rasant entwickelnden Cobot-Markt
Systemlösungen für Cobots im Rampenlicht
Auch Sie können das Potenzial einer Cobot-Systemlösung von Infineon nutzen und so im Rahmen Ihres Cobot-Projekts einen Mehrwert schaffen. Profitieren Sie vom Expertenwissen eines erfahrenen und zuverlässigen Partners, der nicht nur ein führender Zulieferer von Komponenten ist, sondern Robotik auch im Rahmen seiner eigenen Produktionsprozesse einsetzt. Als Marktführer für elektronische Bauteile, die für funktionale Sicherheit zertifiziert sind, und mit unserer umfassenden Expertise in Automobilanwendungen sind wir Ihnen ein kompetenter Partner in Ihrem nächsten Cobot-Projekt, seien die Anforderungen auch noch so hoch. Dazu zählen selbstverständlich auch Sicherheitsaspekte, denn nur abgesicherte Systeme bieten auch funktionale Sicherheit. Mit unserem einzigartigen Portfolio an sicheren Hardware-Lösungen und einem Netzwerk an erfahrenen Partnern für integrierte Sicherheit bieten wir Ihnen alle Voraussetzungen für Ihre Cobot-Designs, die größten Anforderungen an funktionale Sicherheit genügen. Kein Projekt ist uns zu groß oder zu klein.
Gemeinsam können wir in der Welt der Cobots neue Horizonte erschließen. Informieren Sie sich über unser umfassendes Produktportfolio oder setzen Sie sich direkt mit uns in Verbindung. Wir beantworten gerne alle Ihre Fragen zum Thema Robotik.
Service robots increase our effectiveness, but require sophisticated hardware to enable safe operation. Stay tuned to see what Infineon offers!
