Die Woche war anstrengend. Umso erfreulicher der Abstecher in die Lieblingsbar am Freitagabend. Umso größer der Schock, als auf der Tür ein Schild ins Auge fällt: „Wegen Personalmangels geschlossen“. Seit der Covid-19-Pandemie keine Seltenheit. In Zeiten des Lockdowns haben zigtausend Mitarbeiter die Branche gewechselt und damit viele Gastronomen in Existenznot gebracht. Aber gleichzeitig auch den Erfindergeist geweckt, wie „Bier Robert“ beweist. Der Roboter des Unternehmens Truphysics besteht aus drei Komponenten: Einem Korpus mit Zapfhahn, zwei Gelenkarmen und einem Display als Kopf. Darauf zu sehen ist ein virtueller Barkeeper, der mit Besuchern kommuniziert. Ist die Bestellung aufgenommen, nimmt Bier Robert mit Greifer das Glas, zapft ein Bier und reicht es dem Kunden. Ermüdungsfrei, auf Wunsch rund um die Uhr, an 365 Tagen im Jahr, kontaktlos und bakterienfrei.
Ein Cobot für unter 5.000 Euro
Genauso unkompliziert und effizient wie ein Pizza-Automat des österreichischen Unternehmens Bistrobox. Dort kann der Kunde seine Wunschpizza auf einem Display auswählen. Eine Linearrobotereinheit im Inneren der Maschine greift daraufhin die Pizza aus einem Lagerfach, entfernt die Plastikfolie, legt sie bei 300 °C in den Ofen und anschließend in ein Ausgabefach. Eine dampfende Köstlichkeit, auch um drei Uhr nachts, wenn Restaurants längst geschlossen haben.
Bier-Roboter und Pizza-Automat zeigen: Roboter sind nicht mehr nur in der Industrie zu finden, sondern immer häufiger auch im Servicebereich. Eine Entwicklung, welche die sogenannte Low Cost Automation (LCA) beschleunigt. Kosten klassische Industrieroboter, die etwa Schweißarbeiten in Automobilwerken übernehmen, schnell über 50.000 Euro, sind ihre Low-Cost-Pendants um ein Vielfaches günstiger. Etwa der Rebel des Kölner Unternehmens Igus, ein Plug-and-Play-Gelenkarmroboter mit einer Reichweite von rund 660 mm, einer Tragfähigkeit von 2 kg, einer Wiederholgenauigkeit von 1 mm und einer Geschwindigkeit von 45° pro Sekunde. Während der Cobot im industriellen Schwerlastbereich nicht viel auszurichten vermag, scheint er für leichte Pick-and-Place-Aufgaben am Fließband oder für das Bierausschenken perfekt geeignet. Denn er kostet inklusive Steuerungssoftware und Netzteil nur 4.970 Euro. „Wir wissen, dass viele kleine und mittelständische Unternehmen gerne mit Automatisierung experimentieren wollen, in der Vergangenheit aber immer wieder durch hohe Investitionskosten und komplexe Programmieraufgaben abgeschreckt waren“, sagt Alexander Mühlens, Leiter Geschäftsbereich Low Cost Automation bei Igus. „Wir räumen diese Hürden aus dem Weg. Durch einen niedrigen Einstiegspreis und eine Steuerung, die so einfach funktioniert wie ein Computerspiel mit digitalem Zwilling.“
Das Low-Cost-Geheimnis: Hochleistungskunststoff statt Metall
Dass Igus den Rebel zum Preis von 4.970 Euro anbieten kann, liegt unter anderem an der Materialauswahl. Metall findet sich im Gelenkarmroboter fast nirgends. Stattdessen ist er aus Kunststoff gefertigt. Nicht aus irgendeinem Plastik, sondern aus einer tribologisch optimierten Polymermischung, die Materialexperten des Kölner Unternehmens mit jahrzehntelanger Erfahrung optimieren. So sorgen beispielsweise integrierte Fasern und Füllstoffe für überdurchschnittliche Robustheit und Langlebigkeit, betont Igus. Selbst das Getriebe ist aus einer solchen speziellen Polymermischung gefertigt – und somit das weltweit erste industrietaugliche Cobot-Getriebe aus Kunststoff. „Durch den Einsatz von Polymeren fertigen wir im Vergleich zu Aluminium um 45 % leichter, im Vergleich zu Edelstahl nochmal deutlich mehr“, sagt Mühlens. Lediglich Motor und Platinen seien noch aus Metall gefertigt. „Dadurch ist der Rebel mit 8 kg der leichteste Serviceroboter mit Cobot-Funktion seiner Klasse.“
Und das ist ein wichtiger Faktor. Etwa dann, wenn Besitzer des Bier Roberts die Position des Roboter-Barkeepers ändern wollen oder bei entstehenden Kräften und deren Gefahr. In diesem Zusammenhang ebenso wichtig: Der Cobot benötigt keinen platzraubenden Schaltschrank. Die Steuerung ist im Fuß des Roboters untergebracht. Auch das macht ihn mobiler. Nicht zuletzt benötigen die Gelenke aus Hochleistungskunststoff keine Schmierung. Das verbessert die Hygiene im Gastronomiebereich und reduziert gleichzeitig den Wartungsaufwand. „In vielen Fällen ist der Return-on-Invest innerhalb von drei Monaten erreicht“, so Mühlens.
Online-Marktplatz für Zusatzkomponenten
Doch der Roboter allein ist nur die halbe Miete. Eine weitere Barriere für den Einstieg in die LCA: die Wahl der passenden Zusatzkomponenten. So stehen Automationsnovizen nicht selten vor der Frage, ob ein Gelenkarmroboter mit einem speziellen Greifer kompatibel ist. Dort lauert eine potenzielle Fehlerquelle, die zu Frust und unnötigen Kosten führen kann. „Um an dieser Stelle Reibungsverluste zu verhindern, haben wir RBTX auf den Weg gebracht, einen Online-Marktplatz, auf dem mittlerweile über 100 Partner aufeinander abgestimmte Low-Cost-Automation-Produkte anbieten – darunter kartesische Roboter, Gelenkarm- und Deltaroboter mit passenden Vision-Systemen, Greifern, Motoren, Sensoren, Förderbänder, Software und Steuerungen“, erklärt Mühlens. Ein Plug-and-Play-Baukasten, mit dem schon tausende KMU aus aller Welt Automationslösungen realisiert haben. Ohne konstruktionstechnische Vorkenntnisse und mit überschaubaren Budgets von in der Regel unter 12.000 Euro. Von der automatisierten Regenwurmfarm bis hin zum Verpacken von Backware wie Berlinern und vom Bier-Roboter bis hin zum Pizza-Automaten.
Um bei der Zusammenstellung einer Automationslösung nun wirklich den letzten Stein aus dem Weg zu räumen, hat Igus einen neuen Helfer auf den Weg gebracht: ein Online-Tool namens Machine Planner. Anwender können per Drag-and-Drop über ein 3D-Modell Roboter, Maschinengestelle, Greifer, Kameras und Förderbänder kombinieren und sogar Bewegungen erproben. Immer mit Kompatibilitätsgarantie und Live-Preis. „Gerade für Automationseinsteiger ist es wichtig, sich vor einer Investition ein genaues Bild der Lösung zu machen und ihre Möglichkeiten und Grenzen möglichst detailliert kennenzulernen“, weiß Mühlens aus Erfahrung. „Mit unserem neuen Online-Tool Machine Planner gelingt diese wichtige Vorplanung für eine risikoarme Investition schneller denn je – ohne teure CAD-Softwares, ohne konstruktionstechnisches Know-how.“ Ist die Konfiguration vielversprechend, kann der Anwender über das Online-Tool direkt die Bestellung aufgeben. Auf Wunsch stehen zudem Experten bereit, die Kunden per Video-Chat beraten und in einer 400 m2 großen Customer Testing Area Machbarkeitstests für die geplante Automatisierung durchführen.
Roboter in wenigen Minuten programmieren
Auf dem Weg zum barrierefreien Automatisieren hat sich Igus nicht zuletzt dem Thema Steuerung angenommen. „Viele am Markt verfügbaren Steuerungen sind so komplex, dass viele Betriebe mit Schweißperlen auf der Stirn einen vorzeitigen Rückzieher machen“, sagt der Geschäftsbereichsleiter. Das bestätigen auch Zahlen der International Federation of Robotics. Demnach machen die Kosten für Programmierung und Integration zwischen 50 und 70 % der Kosten einer Roboteranwendung aus. „Wir haben bei der Entwicklung unserer Steuerung Igus Robot Control deswegen das Ziel verfolgt, dass die Programmierung des Roboters so einfach ist wie Computer spielen“, betont Mühlens.
Herzstück der Software ist ein digitaler Zwilling des Sechs-Achs-Gelenkarmroboters. Anwender können am 3D-Modell mit wenigen Klicks Bewegungsbahnen festlegen, die der echte Roboter schließlich ausführt. Möglich ist zudem eine sogenannte Teach-in-Programmierung. Dabei bewegt der Bediener den Roboter in gewünschte Positionen, welche die Software für spätere Bewegungsbahnen abspeichert. Die Igus Robot Control ist kostenfrei für jeden zugänglich und bietet dem Kunden die Möglichkeit sich vor dem Kauf von der einfachen Programmierung und der Realisierbarkeit seiner Anwendung zu überzeugen, heißt es von Seiten des Unternehmens.
In Zukunft könnte die Programmierung sogar in der virtuellen Realität stattfinden. Dort kommt das Iguversum ins Spiel, eine Art digitales Paralleluniversum, dass die Low Cost Automation auf die Zukunft von Web 3.0 und Metaverse vorbereitet. Setzen Anwender eine Virtual-Reality-Brille auf, können sie im digitalen Raum 3D-Modelle von LCA-Lösungen im Maßstab 1:1 planen. Mühlens abschließend: „Unsere Entwicklungsarbeit zielt darauf ab, die Konzeption, Inbetriebnahme und Bedienung von Low-Cost-Automation-Lösungen so kostengünstig, einfach und zukunftsorientiert wie möglich zu gestalten.“
rk
