Automatica: Ressourcen schonen durch Automation

Welchen Beitrag Automatisierung für die nachhaltige Produktion leisten kann, zeigt die Messe Automatica in München vom 21. bis 24. Juni 2022.

Welchen Beitrag kann die Automatisierung leisten, um mit weniger Energie- und Ressourceneinsatz mindestens ebenso gut und ebenso viel zu produzieren – auf diese Frage liefert die Automatica 2022 Antworten. Ein echtes Plus in puncto Nachhaltigkeit ergibt sich aus der Flexibilität der Roboter. Eine klassische, hochautomatisierte Fertigungslinie mit stationärer Fördertechnik im Karosserierohbau lebt genauso lange wie das Fahrzeugmodell, das mit ihr produziert wird. Anders sieht es in der Smart Factory aus: Hier übernehmen Roboter und fahrerlose Transportfahrzeuge (AGVs) hochflexibel alle Prozessschritte einschließlich des Transports von einer Station zur nächsten. So lässt sich der Modellwechsel durch einfaches Umprogrammieren realisieren. Und schon wird das Nachfolgemodell mit derselben flexiblen und hoch produktiven Anlage gefertigt wie sein Vorgänger. Das ist nicht nur ein erheblicher Kostenvorteil, sondern spart auch Ressourcen.

Gleiches gilt für die Roboter selbst. Neben dem Energieverbrauch ist deren Lebensdauer der bestimmende Faktor für die Nachhaltigkeit. So setzt zum Beispiel Stäubli bei seinen Robotern auf eine eigenentwickelte Antriebstechnik mit weit überdurchschnittlicher Lebensdauer. „Die Qualität unserer Roboter ist so gut, dass wir betagte Exemplare generalüberholen und frisch up-gedated in ein zweites Leben schicken. Und die Antriebe gehen dabei mit der gleichen Dynamik und Präzision zu Werke wie am ersten Tag“, verspricht Peter Pühringer, Geschäftsführer von Stäubli Robotics.

Diese Form der Nachhaltigkeit verfolgt man auch bei Fanuc. Die Japaner sehen die Stärke ihrer Roboter ebenfalls vorrangig in deren Langlebigkeit. Tatsächlich sind in der Praxis nicht wenige Roboter im Einsatz, die seit über 20 Jahren ihren Dienst versehen. Da ist es nur konsequent, dass Fanuc Ersatzteile jahrzehntelang vorhalten und lebenslangen Service garantieren will.

Automatisierung heißt immer auch Bewegung. Jede Bewegung verbraucht Energie und je weniger Gewicht bewegt wird, desto weniger Energie wird benötigt. Das heißt: Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit sollten Komponenten wie Linearachsen, Roboter, Greifer und Werkzeuge möglichst leicht sein.

Auf welche Lösungen die Aussteller aus den unterschiedlichen Bereichen setzen, um Gewicht zu reduzieren, wird eines der spannenden Themen der Automatica sein. Setzen die Entwickler auf metallische Leichtbauwerkstoffe wie Aluminium, Magnesium und Titan oder greifen sie vermehrt zu Faserverbundwerkstoffen?

Ein praktisches Beispiel zum Thema „Automatisierung mit Nachhaltigkeitseffekt“ kommt von BMW: In der Achsträgerfertigung im Komponentenwerk Dingolfing setzt der Autohersteller an seinen energieeffizient arbeitenden Sechsachs-Robotern von Kuka ein flexibles elektrisches Greifersystem von Formhand ein, das die bisher gebräuchlichen pneumatischen Greifer ersetzt.

Damit erschließt sich das Werk zwei Vorteile. „Weil wir beim Handling der Achsträger auf Druckluft verzichten können, sinkt der Energieverbrauch der neuen Greifer im Vergleich zu den pneumatischen um mehr als 90 Prozent“, erklärtRoland Treitler, Leiter Vorentwicklung Fahrwerk- und Antriebssysteme. Außerdem sind die Greifersysteme deutlich flexibler: „Wir können sie für unterschiedliche Derivate einsetzen und müssen sie nicht mehr modellspezifisch wechseln. Dadurch sind sie auch längerfristig verwendbar, zum Beispiel nach Modellwechseln, was neben Investitionen auch Material einspart.“ Verwendet wird das neue System derzeit auf mehreren Produktionslinien für verschiedene Baureihen.

Die Kombination von Automatisierung und Nachhaltigkeit hat aber auch noch eine andere Dimension. Wenn zum Beispiel Batterien oder Elektromotoren für die E-Mobilität in großen Serien gefertigt werden, entstehen neue Märkte für die Automatisierer. Auch hier ein Beispiel von vielen: Der Automatica-Aussteller Teamtechnik hat eine standardisierte Plattform für die End-of-Line-Prüfung und Kalibrierung von kompletten E-Antrieben, E-Achsen, Elektromotoren sowie von Hybridantrieben entwickelt. Dabei setzt das Unternehmen konsequent auf Ressourcen- und Energieeinsparung. Die Energie, mit der die Prüflinge angetrieben werden, wird bei den Bremstests, die zum Prüfzyklus gehören, zurückgewonnen. Solche Prüfstände mit Energie-Rekuperation sind bereits lieferbar.

Die Automatica wird aber auch in Sachen nachhaltige Automatisierung einen Blick in die Zukunft wagen. Ein Entwicklungs- und Forschungsfeld, in dem einige Aussteller wie zum Beispiel Bosch Rexroth aktiv sind, ist der digitale energetische Zwilling. Mit ihm lässt sich schon in der Entwicklungsphase der Energieverbrauch etwa von automatisierten Montage- und Förderanlagen ermitteln und in Iterationsschritten immer weiter optimieren – damit leistet die Automatisierung einen weiteren Beitrag zur nachhaltigen Produktion.

sk