Robotertechnik : Die Stunde der Roboter

In den Produktionshallen des steirischen Industriebetriebs geht Anfang 2012 die Sorge um. Auch der Vorstand durchlebt bange Momente. Was, wenn die Belegschaft ihrem Unmut über die millionenschwere Investition in Robotertechnik, die nachweislich Jobs in der Abteilung kostet, Nachdruck verleiht?

Monate vergehen. Nichts passiert. Der Aufstand gegen die neuen in Betrieb genommenen Handlingroboter – er tritt nicht ein. Die Gefahr vor Sabotageakten – heute ist sie im Betrieb längst gebannt. Dass die Roboter deshalb im Betrieb als Freund und Helfer angesehen werden? Eher unwahrscheinlich.

Und trotzdem ist das der Eindruck, den die Robotikindustrie zuletzt massiv zu transportieren versuchte: Roboter tragen künftig noch stärker zum Allgemeinwohl bei (Service- und Pflegeroboter) und der europäischen Industrie sichern sie das nackte Überleben. „Das ist sicher etwas dick aufgetragen“, hat ein Automatisierungsexperte Verständnis für den Hersteller-Spin. Und trotzdem ist Dynamik in der Branche, die den Automatenherstellern zuletzt etwas abhanden gekommen war.

Mit Preisen, die für Industriegerät längst im Keller sind, schafften es die Hersteller im Standardbereich kaum mehr zu nennenswerten Steigerungen. Europas Vorzeigeautomatisierungsnation Deutschland – aber auch immer stärker Österreich – schienen am Plafond zu kleben. Das Geschäft mit Standard-Knickarmrobotern sei „ausgelutscht“, gaben zuletzt Hersteller kleinlaut zu. Und wiederholten mantrahaft die immer selben Botschaften: „In der Verpackungs- und Pharmaindustrie gibt es noch Potenzial“. Vielleicht braucht es die Hilfe dieser zwei Widerstandsnester aber gar nicht mehr. In einer Roboteroffensive, in der EU-Fördermillionen genauso eine Rolle spielen wie die Arbeit an der perfekten Maschine, wirft die Roboterindustrie noch einmal alles in die Schlacht.

Am Ende ließ sich sogar die Kommissions- Vizepräsidentin zu einem verzückten Applaus hinreißen. Die Enthüllung einer Roboterinitiative Anfang Juni auf der Münchener Automatisierungsmesse Auto- matica war ja auch ein berührendes Schauspiel: Ein Leichtbauroboter des Augsburger Herstellers KUKA durfte im richtigen Moment am blütenweißen Laken ziehen.

Zum Vorschein kam ein dreidimensionales Modell des Logos der Roboterinitiative Sparc, mit dem die Vertreter der EU-Kommission und des europäischen Roboterfachverbands viel vorhaben: Es handelt sich um das größte zivile Robotikprogramm der EU. Entsprechend galoppierten in der Rede von Kommissions- Vizepräsidentin Neelie Kroes die Superlative.

„Die Robotik-Revolution passiert genau jetzt“, sagte sie. Man sollte ihr nicht folgen, sondern sie anführen. „Lasst Sparc eine Metapher sein, mit der wir den Funken der Robotik-Revolution hier in Europa entzünden werden“, gab Kroes dann noch mehr Revolutions-Rhetorik zum Besten. Die nicht von ungefähr kommt. Die Initiative schreibt sich auf die Fahnen, 240.000 Arbeitsplätze zu schaffen. Und sie ist finanziell gut gebettet. Lang mäkelten Hersteller von Automaten über verschlossene Förder-Geldhähne.

„Wir fühlten uns da nie wirklich willkommen“, heißt es bei einem Hersteller. Jetzt fliegt mit dem neuen EU-Rahmenforschungsprogramm eine Wolke über die Roboterbranche, die einen Geldregen für die leidgeprüften Automatisierer bringt: Die EU-Kommission wird in Sparc satte 700 Millionen Euro investieren. „Die Industrie packt 2,1 Milliarden Euro obendrauf“, heißt es bei einem Industrieverband.

Dass das Geld bei der Initiative gut aufgehoben ist, ist Bernd Liepert, Präsident der Vereinigung EU- Robotics, überzeugt: Die Initiative „wird die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Robotikindustrie gewährleisten“. Ein Roboterexperte bezweifelt zwar, dass rasche Erfolge etwa in der Vereinheitlichung von Standards erzielbar sind. „In der Branche wird schon seit Jahrzehnten von einem kabellosen, einheitlich bedienbaren Roboterhandbediengerät fabuliert“, gibt er zu bedenken. Und bisher sei es nicht einmal gelungen, sich auf eine einheitliche Bedienoberfläche zur Roboterprogrammierung zu verständigen“, kritisiert er. Etwas, das in der CNC-Technik „schon lange“ existiere.

Die Chancen für eine Einigung stehen heute trotzdem ungleich besser. Lange war die Roboterverbandswelt stark zersplittert. Zwischen den Verbänden für Forscher (Euron) und Industrie (Europ) lagen mental Welten. „Wir hatten bisher nur begrenzten Einfluss“, lautete etwa eine Kritik vonseiten der Hersteller. Nun sei die Scharte ausgewetzt, die Branche habe sich zusammengerauft. „Wir bringen Akademiker und Industrievertreter enger zusammen“, meint der Experte.

München im Juni? Das ließ sich Gerhard Michlbauer nicht entgehen. Die Vorfreude auf die Automatica – Europas größte Automatisierungsmesse – war ihm wenige Tage davor anzuhören.

Hinterher bestätigt der Fachbereichsleiter für Produktions- und Handhabungstechnik am WIFI Oberösterreich das, was die Ankündigungen der Hersteller im Vorfeld vermuten ließen: „Überall waren kleine Wurstroboter zu sehen“, so Michlbauer. Darunter versteht er Leichtbauroboter, die ohne Sicherheitszelle auskommen. Bekannter sind sie als kooperierende – oder intuitiv zu instruierende – Roboter.

Der Hersteller KUKA pusht derartige Modelle gerade. „Wir stellten heuer ausschließlich kooperierende Roboter aus“ resümierte der deutsche Hersteller. Diese für die Mensch- Maschine-Kooperation vorgesehenen Modelle demonstrierten, dass technolo gisch wieder ein Schub kam. Zwar sind mit Sensorik vollgepackte, auch manuell teachbare Roboter schon länger erhältlich – nun aber ist die gesamte Funktio nalität standardmäßig in einen Roboter integriert“, heißt es bei einem Hersteller.

Wo es Gerhard Michlbauer vom WIFI indes hinzog: Zur überarbeiteten Roboterhand des auf Greiftechnik spezialisier ten Herstellers Schunk. Sie ist der menschlichen Hand nachempfunden und nun noch feinfühliger bei Greif- und Positionierarbeiten. Problem: Der Medienrummel um die Autogrammstunde des Schunk-Testimonials Jens Lehmann blockierte den Messestand. „Da war kein Durchkommen“, ärgert sich Michlbauer.

Und trotzdem ist die nicht gesehene Roboterhand ein Hinweis auf das Ziel der Branche: Die Volldurchdringung mit Automatisierungstechnik dort, wo es geht. Ein entscheidender Faktor: Vereinfachte Prozesse. Auf der Automatica etwa stellte der Hersteller ABB die Vision in den Raum, Roboter künftig von jedem Gerät und jedem Ort programmieren, bedienen und überwachen zu können. Mit ihrer Simulations- und Offline- Programmiersoftware wollen sich die Schweizer dem Ziel nun rascher nähern.

„Wenn wir darüber nachdenken, wie dieses Tool bei allen Aspekten der Roboterbedienung unterstützen kann, wird schnell klar, dass dies weit über die reine Programmierung hinausführt“, schildert ABB-Produktmanager Bertil Thorvaldsson. Er könne sich sogar vorstellen, Anwender in die Lage zu versetzen, mit eigenen Apps den Roboterbetrieb noch effizienter zu gestalten.

Ein Ziel müsse sein, die Nutzerschwellen „systematisch herabzusetzen“, sagt Martin Hägele, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung. Roboter müssten lernen, noch effizienter mit CAD- Daten zu arbeiten. Was die schnelle Umrüstbarkeit der Roboter betrifft, sei man heute jedoch „einen erheblichen Schritt weiter“, so Hägele. Er ist Projektkoordinator im EU-Forschungsprojekt EURobotics und hat den Blick fürs Wesentliche: „Kognitive Fähigkeiten müssen stärker in die Robotersysteme“, sagt er. Und die wirtschaftliche Losgröße-1-Produktion sei ein Ziel: Der Schweißroboter vom Fraunhofer IPA und Reis etwa lässt sich über Sensoren führen und lernt vom Schweißer. Er greift auf vergangene Schweißerfahrungen zurück. An zweiarmigen Robotern dagegen – sie finden aktuell Einzug in der Industrie – wollen Forscher durch automatisch generierte Prozessabläufe den Traum des vorrichtungsfreien Fertigens realisieren.

Roboter sind drauf und dran, auch den für Automatisierungsgelüste eher unterkühlten Markt für Werkzeugmaschinen aufzuknacken. Michael Krahl, Forscher am Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden, gibt sich zwar keiner Illusion hin: „Die Schwachstellen des Roboters wird man nicht lösen können“, sagt er. Er meint die Absolutgenauigkeit, die mit anderen Maschinen nicht mithalten kann. Wo die Toleranzen aber weniger kritisch sind – etwa in der Bearbeitung von Werkstoffverbunden – sei der Roboter aber nicht chancenlos.

In einem Projekt mit dem Maschinenbauer Mag und dem Roboterhersteller KUKA untersucht Krahl noch bis Oktober die Stellschrauben für einen selbstadaptierbaren Bearbeitungsroboter. „Windradflügel wären eine Anwendung“, so der Forscher. Diese werden normalerweise auf riesigen, nicht ganz günstigen Portalfräsmaschinen gefertigt. Die Überlegung: Warum nicht einen oder mehrere Roboter mit einer Frässpindel ausstatten und diese in fester Position – oder verfahrbar an mehreren Orten gleichzeitig – die ganze Arbeit erledigen lassen? In seinen Versuchen fand Krahl schon heraus, wie es klappen könnte: „Durch Schwingungskompensation wird das ganze System steifer“, erklärt er.

Was den Durchbruch der Roboter zweifelsohne beschleunigt: Die Widerstände gegen Automatisierungstechnik schwinden. Nur die wenigsten reden heute noch von Jobkillern in der Produktion – das war vor ein paar Jahren noch ganz anders.

„Wir hatten viele, viele Einsätze, weil Arbeiter versuchten, dem Roboter Fehleranfälligkeit anzuhängen, indem sie irgendetwas verstellten“, heißt es bei einem Hersteller. „Ich orte heute null Widerstände“, meint ein anderer Experte, der tagtäglich mit der Belegschaft großer Industriebetriebe zu tun hat.

Die eine Interpretation: Betriebsräten scheint die Argumentation, dass nur Automatisierungstechnik die Jobs im Lande hält, als plausibel genug. Die andere: Bei der Automatisierung von Prozessen müssen sich die Know-how- Träger am wenigsten fürchten. „Meist trifft es durch die Einschnitte Hilfsarbeiter oder Leasingpersonal“, beobachtet ein Roboterfachmann.