Vielseitiger Kollege

Bohren, schleifen, schrauben, greifen: Kollaborierende Roboter – kurz: Cobots – sind in Schreinereien noch selten anzutreffen. Aber gerade kleine und mittelgroße Betriebe können von den flexiblen Helfern profitieren. Denn sie ermöglichen eine spürbare körperliche und zeitliche Entlastung der Mitarbeiter.

Andrea Alboni

Die Bearbeitung von Holz verlangt Feingefühl, das lange nur dem Menschen vorbehalten schien. Das hat sich grundlegend geändert. Dank modernster Technologie können kollaborierende Roboter, kurz Cobots, heute unterschiedlichste Aufgaben in diesem Bereich übernehmen. Sie bohren, schleifen und polieren unermüdlich und unterstützen damit ihre menschlichen Kollegen. Kurze Amortisationszeiten und eine einfache Handhabung machen die flexiblen Helfer selbst für kleine Tischlereien attraktiv.

Tradition trifft Innovation

Ein gutes Beispiel dafür, wie sich traditionelles Handwerk und moderne Fertigungsmethoden optimal verbinden lassen, ist der österreichische Familienbetrieb Hussl Sitzmöbel. Seit 2020 gehören zwei Cobots von Universal Robots zum Team. Die Roboter vom Modell UR10e werden für unterschiedliche Aufgaben eingesetzt: So bestückt ein Roboterarm eine CNC-Maschine mit zu fräsenden Holzteilen. Der zweite UR10e versorgt eine andere computergesteuerte Maschine mit Werkstücken. Dafür gleitet er auf Schienen entlang der Decke. Hierfür wurde gemeinsam mit dem Systemintegrator Micado eine Linearachse konstruiert. Dabei kommt dem Cobot seine große Reichweite von bis zu 1,3 m zugute. Auch die Holzwerkstücke stammen aus Roboterhand, denn das einst händische, potenziell gefährliche Bedienen einer konventionellen Kreissäge wurde ebenfalls automatisiert. Jetzt schneidet Schreinermeister Cobot die Holzteile in Sekundenschnelle passgenau zu. Bei allen Aufgaben gehen die Roboter mit so einer Präzision und Sorgfalt vor, wie es der Werkstoff Holz erfordert.

Steigende Nachfrage meistern

Das 1976 gegründete Unternehmen fertigt in Terfens, Osttirol hochwertige Holzmöbel, die mit ihrer klaren Formensprache einen internationalen Kundenstamm begeistern. Um der hohen Nachfrage gerecht zu werden und auch kurzfristig eingehende große Aufträge bewältigen zu können, benötigte die 15-köpfige Belegschaft dringend Unterstützung. Für Geschäftsführer Peter Hussl stand fest: Nur mit einer Teilautomatisierung bestimmter Fertigungsprozesse könne das Unternehmen wettbewerbsfähig bleiben, konsistente Qualität liefern und Auftragsspitzen abfangen.

Jährlich stellt Hussl 1000 Tische und 9000 Stühle her und die Cobots fassen dabei unermüdlich mit an: Neben der konstant hohen Prozessgenauigkeit, der Zeitersparnis und der gesteigerten Flexibilität profitieren allen voran die Mitarbeiter von ihren zwei automatisierten Kollegen. Sich wiederholende und anstrengende Einlege- und Entnahmearbeiten übernehmen jetzt die Cobots. Das Ergebnis: Das Tischlerteam von Hussl wird nicht nur merklich entlastet, sondern kann seine kreativen und fachlichen Fähigkeiten nun verstärkt an anderer Stelle sinnvoll einbringen.

Dem Fachkräftemangel entgegensteuern

Was Betriebe tagtäglich spüren, belegt auch eine Studie des Kompetenzzentrums Fachkräfte am Institut der deutschen Wirtschaft: In der Holzbe- und -verarbeitung ist der Fachkräftemangel besonders ausgeprägt. Während der Nachwuchs vielerorts fehlt, sind die Auftragsbücher gut gefüllt. Die Kunden fristgerecht zu beliefern, individuelle Wünsche umzusetzen und dabei die eigenen Qualitätsstandards einzuhalten, wird vor diesem Hintergrund gerade für kleine und mittlere Unternehmen zu einer immer größeren Herausforderung. In vielen Branchen hat sich der Einsatz von Robotern bereits etabliert, um Fachkräfte zu entlasten. So können diese ihre wertvolle Arbeitskraft für anspruchsvolle Tätigkeiten einsetzen. Schweißroboter sind hier nur ein Beispiel. Nach und nach nimmt die Automatisierung auch in holzverarbeitenden Betrieben an Fahrt auf.

Flexibles und erschwingliches Multitalent

Cobots machen es möglich: Sie arbeiten ebenso zuverlässig und präzise wie Industrieroboter, haben aber vor allem für kleine und mittlere Unternehmen entscheidende Vorteile: Sie sind erschwinglich, die Programmierung und das Anlernen erfordern keine Robotik-Kenntnisse und sie lassen sich flexibel für verschiedene Aufgaben einsetzen. Morgens bohren, am Nachmittag schleifen – das ist für die Leichtbauroboter kein Problem. Dabei finden die Multitalente dank ihrer geringen Standfläche auch in kleinen Werkstätten Platz, wo sie je nach Tätigkeit gefahrlos direkt mit den Menschen zusammenarbeiten können. Voraussetzung für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ist eine erfolgreich abgeschlossene Risikobeurteilung.

Ein Cobot mit vielen Werkzeugen

Steht fest, welche Prozesse automatisiert werden sollen, müssen Betriebe das passende Werkzeug für ihren Cobot wählen. Denn erst, wenn der Roboterarm mit dem richtigen Peripheriegerät ausgestattet ist, kann er sich an die Arbeit machen. Ob Endeffektoren für die Oberflächenbehandlung wie Schleifen oder Polieren, Schraubendreher oder Greifer – das Spektrum an geeigneten Werkzeugen ist groß und wird stetig erweitert. Die Tools lassen sich in der Regel mit wenigen Handgriffen wechseln, sodass ein Cobot problemlos für unterschiedliche Arbeitsschritte genutzt werden kann: Die Einsatzmöglichkeiten reichen von der Holzpolitur bis zur Beschickung einer Fräsmaschine. So können Handwerksbetriebe der wachsenden Variantenvielfalt und den individuellen Kundenwünschen Rechnung tragen. Eine breite Palette entsprechender Aufsätze bietet beispielsweise der dänische Cobothersteller Universal Robots über das Ökosystem UR+ an. Für eine besonders einfache und nahtlose Integration sorgen Applikations-Kits von Universal Robots, die neben dem Werkzeug eine entsprechende Software beinhalten. Damit sind Cobots besonders schnell für die Ausführung neuer Aufgaben bereit.

Sensoren mit Fingerspitzengefühl

Dass Cobots heute das notwendige Fingerspitzengefühl für die Holzbearbeitung besitzen, ist Kraft-Momenten-Sensoren zu verdanken, die wie folgt arbeiten: Der Sensor wertet die am Arm oder am Werkzeug wirkenden Kräfte aus. Im nächsten Schritt wandelt er diese Informationen in ein elektrisches Signal um, das der Roboter interpretieren kann, um so auch sensible und schwierige Aufgaben zu meistern. Einfach ausgedrückt, misst oder reguliert er die Kraft, mit der ein Roboter mit seiner Umgebung interagiert. So kommt er der Sensibilität und Geschicklichkeit einer menschlichen Hand sehr nahe. Gerade bei Arbeitsschritten, bei denen der Roboter ein Werkstück manipuliert, machen sich die Vorteile des Sensors bemerkbar.

Bei Fräs- oder Schleifprozessen, die einen kontinuierlichen Druck erfordern, weiß der Cobot so jederzeit, mit welcher maximalen Kraft er auf das Werkstück einwirken darf. Das gilt nicht nur für große, plane Flächen. Cobots meistern dank Kraft-Momenten-Sensoren auch unregelmäßige Formen wie Wölbungen oder Kanten mühelos. Führt ein Cobot Schleifprozesse aus, hilft er so, eine gleichbleibend hohe Qualität sicherzustellen und Ausschuss zu reduzieren.

Doppelte Entlastung der Mitarbeiter

Dank modernster Technologien wie der Kraft-Momenten-Sensoren lassen sich heute in der Holzbearbeitung Aufgaben an Cobots delegieren, die bisher von geschultem Personal ausgeführt werden mussten. Die Handwerker übertragen ihr Know-how auf den Roboter, der dann die Ausführung übernimmt.

Besonders für kleine Tischlereien bedeutet das eine Entlastung der Mitarbeiter und das auf verschiedenen Ebenen: Zum einen übernehmen die universell einsetzbaren Maschinen monotone, repetitive und zeitraubende Arbeitsschritte. So können sich die Mitarbeiter verstärkt den kreativen, anspruchsvollen Seiten ihres Handwerks widmen. Zum anderen werden gesundheitliche Risiken reduziert, die beispielsweise durch die Belastungen des Muskel-Skelett-Apparats beim manuellen Schleifen oder Schraubendrehen entstehen. Darüber hinaus sind die Mitarbeiter den Feinstäuben, die beim Schleifen entstehen, nicht unmittelbar ausgesetzt. Wagen Betriebe den Schritt hin zu mehr Automatisierung und verbessern so die Arbeitsbedingungen, steigern sie ihre Attraktivität als Arbeitgeber.

Handwerk mit Zukunft

Gerade in einem Traditionshandwerk wie der Holzbearbeitung ist das Know-how von Fachkräften unverzichtbar. Doch nicht jeder Prozessschritt muss von Hand ausgeführt werden, um ein perfektes Produkt zu erhalten. Gerade monotone, repetitive Aufgaben können heute von Cobots übernommen werden, die die Mitarbeiter so körperlich und zeitlich entlasten. Da die Leichtbauroboter heute erschwinglich sind, profitieren auch kleine Betriebe von kürzeren Prozesszeiten und geringeren Produktionskosten bei gleichbleibend hoher Qualität.