Von starr zu flexibel: Modulare Robotik gewinnt in der EMS-Fertigung an Bedeutung

Owczarek erläuterte, dass der Ansatz seines Unternehmens aus der Notwendigkeit heraus entstanden sei. Steigende Arbeitskosten machten Automatisierung in Hochlohnländern unverzichtbar. Gleichzeitig erwies sich traditionelle Automatisierung in HMLV-Umgebungen als schwer effizient umzusetzen.

„Am Anfang sah es so aus, als würden wir ein oder zwei Bediener durch einen Roboter und zwei Ingenieure ersetzen“, sagte er und beschrieb die ersten Ansätze als kostenineffizient.

Stattdessen verlagerte das Unternehmen den Fokus auf Flexibilität und entwickelte modulare Robotersysteme, die mehrere Produkte innerhalb eines Prozesses verarbeiten können. Nicht das einzelne Produkt steht im Mittelpunkt, sondern anpassbare Arbeitsstationen, die je nach Bedarf umkonfiguriert werden können.

Ein zentraler Aspekt ist dabei die Annäherung der Robotik an menschliche Fähigkeiten. Sensorik wie Bildverarbeitung und taktile Wahrnehmung soll es den Systemen ermöglichen, besser zu verstehen, was sie verarbeiten und wie sie Aufgaben ausführen. Ziel ist es, Systeme zu schaffen, die durch einfache Umrüstungen verschiedene Prozesse übernehmen können.

„Wir konzentrieren uns nicht auf ein Produkt und einen Prozess – sondern auf einen Prozess für verschiedene Produkte“, so Owczarek.

Ein weiteres Kernelement ist die Mobilität. Produktionszellen können je nach Auslastung oder saisonaler Nachfrage zwischen Linien oder sogar Standorten verschoben werden, wodurch sich die Auslastung der Anlagen verbessern lässt.

Die Systeme basieren auf modularen Bausteinen und können von Prozessingenieuren – statt ausschließlich von Robotikspezialisten – konfiguriert und betrieben werden. Dadurch reduziert sich die Abhängigkeit von hochspezialisierten Fachkräften in der Produktion.

„Unsere Maschinen funktionieren wie typische Shopfloor-Anlagen – es sind nur Bedien- und grundlegende technische Kenntnisse erforderlich“, erklärte er.

Künstliche Intelligenz spielt eine zentrale Rolle für diese Flexibilität. Statt auf feste Positionierungen angewiesen zu sein, nutzen die Roboter Bildverarbeitung und KI-Algorithmen, um Bauteile auch unter variierenden Bedingungen zu erkennen, aufzunehmen und zu platzieren.

Ein Beispiel ist das Handling zufällig positionierter Komponenten. Das System erkennt selbstständig die optimale Greifstrategie basierend auf der Ausrichtung des Bauteils.

„Die künstliche Intelligenz entscheidet, wie ein Bauteil am einfachsten aufgenommen werden kann“, so Owczarek.

Zu den erweiterten Funktionen zählen Kollisionsvermeidung, 3D-Positionierung sowie die adaptive Bestückung von THT-Bauteilen, bei denen Formabweichungen eine kontinuierliche Anpassung erfordern – ähnlich wie bei einem menschlichen Bediener.

Auch in der Qualitätskontrolle kommt KI zum Einsatz. Vorgestellt wurde ein System, das Bauteile auf Anwesenheit, Ausrichtung, Beschriftung (OCR) und visuelle Defekte prüft – bei minimalem Einrichtungsaufwand.

„Wenn eine Lösung bereits auf dem Shopfloor vorhanden ist, dauert es nur fünf bis 15 Minuten, ein neues Produkt hinzuzufügen“, sagte er und ergänzte, dass in vielen Fällen keine zusätzliche Schulung des Systems notwendig sei.

Laut Owczarek wurde die Technologie bereits umfassend unter realen Produktionsbedingungen getestet – mit Millionen verarbeiteter Bilder und hunderten installierten Systemen. Im Gegensatz zu vielen Laborlösungen seien diese Systeme direkt in der Produktion validiert worden.

„Das ist keine Theorie – das ist eine real funktionierende Lösung in der Fertigung“, betonte er.

Trotz aller Fortschritte stellte Owczarek klar, dass vollständige Automatisierung weder realistisch noch sinnvoll sei. Stattdessen plädiert er für einen ausgewogenen Ansatz.

„Man kann vielleicht 70 bis 80 % der Produktion automatisieren, aber es gibt weiterhin Aufgaben, die besser von Menschen ausgeführt werden“, sagte er.

Der modulare Ansatz eignet sich besonders für Produktionsumgebungen mit häufigen Umrüstungen und kleineren Stückzahlen – von einigen Hundert bis zu mehreren Zehntausend Einheiten pro Jahr – und weniger für klassische Massenfertigung.

Angesichts steigender Kosten und wachsender Komplexität sei flexible, modulare Automatisierung in Kombination mit KI entscheidend, um auch in Hochlohnregionen effizient produzieren zu können, so Owczarek.

Die Diskussion rund um modulare Robotik wird im Frühjahr fortgesetzt: Owczarek wird am 7. Mai auf der Evertiq Expo Kraków erneut sprechen und zeigen, wie sich starre Automatisierungsmodelle durch flexible, modulare Ansätze in HMLV-Umgebungen ersetzen lassen.