Im Fall des kollaborativen Roboters von Schneider Electric ist es so, dass dieser unter anderem als mobile Standalone-Lösung immer da eingesetzt werden kann, wo er gerade gebraucht wird. Auch die jeweilige Programmierung ist nicht kompliziert. Mit grafischen, vorkonfigurierten Softwarebausteinen oder – noch einfacher – per handgeführtem Teaching lässt er sich vergleichsweise leicht und schnell auf immer neue Anwendungsgebiete einstellen. Aufgrund dieser Flexibilität sind praktisch beliebig viele und kreative Einsatzszenarien denkbar – überall, wo Aufgaben möglichst präzise und ohne unnötigen Energie- und Rohstoffverbrauch zu erledigen sind und das Fachpersonal für wichtigere Tätigkeiten entlastet werden soll.
Mit Robotik zur Kreislaufwirtschaft
Ein außergewöhnliches Anwendungsgebiet für Cobots ist das Halbleiter-Recycling. Mithilfe von Robotik-Lösungen von Schneider Electric konnten vier Studenten von Desoltik, einer Startup-Gründung des Karlsruher Institut für Technologie (KIT), eine vollautomatische Maschine realisieren, die noch funktionstüchtige Halbleiter aus ausrangierten Elektrogeräten ausbaut. Die einsatzfähige Anlage wurde bereits auf der vergangenen SPS-Messe präsentiert und ist ein prägnantes Beispiel dafür, welches Potenzial moderne Automatisierungs- und Robotiklösungen für nachhaltiges Wirtschaften besitzen – in diesem Fall, um einen wertvollen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft zu leisten.
Die Schwierigkeiten, die es hierbei zu lösen gilt, sind mannigfaltig. Denn für eine zerstörungsfreie Demontage nach industriellen Produktivitätsstandards braucht es – auch in anderen Bereichen als dem Halbleiter-Recycling – hochgradig flexible und intelligente Maschinen. Im Fall der KIT-Anlage musste zum Beispiel berücksichtigt werden, dass die Chips je nach Gerät immer an unterschiedlichen Stellen auf einer Platine angebracht sind. Auch die Platinen selbst haben in der Regel unterschiedliche Größen. Dementsprechend kommt eine von künstlicher Intelligenz unterstützte Bilderkennung zum Einsatz, mit der die Halbleiter jeweils individuell identifiziert und lokalisiert werden können. Basierend auf diesen Informationen lässt sich die präzise arbeitende Robotik dann punktgenau anleiten. Die Schneider-Electric-eigene KI-Lösung ist direkt in die Maschinensteuerung integriert.
Konkret funktioniert die sogenannte „Entlötlinie“ folgendermaßen: Ein Cobot greift die empfindlichen Leiterplatten auf und platziert sie jeweils zwischen zwei Trageelementen des Multi Carriers. So eingeklemmt können sie mit hoher Positionsgenauigkeit zu den einzelnen Bearbeitungsstationen befördert werden. Je nach Platinengröße sind die Trageelemente in der Lage, ihren Abstand in Windeseile anzupassen und so auch unterschiedliche Leiterplatten aufzunehmen. Nachdem dann Kamera und KI die exakte Position eines Chips sowie seine Eignung für das Recyceln bestimmt haben, bringen drei sogenannte Heiß-Stationen die Chips innerhalb von drei Minuten auf die richtige Temperatur. Ist das Lot flüssig, kann ein Scara-Roboter die Halbleiter von den Leiterplatten entfernen.
„Die Anlage von Desoltik ist wirklich ein faszinierendes Beispiel für die Möglichkeiten heutiger Robotiklösungen,“ lobt Vögele das KIT-Projekt. „Und für das wirtschaftliche Potenzial von nachhaltigem Denken. Denn wird die Lebensdauer von Chips derart verlängert, sinkt nicht nur die Abhängigkeit der Elektronikindustrie von Lieferketten. Gleichzeitig verringert sich auch die Abfallmenge und wertvolle Materialien wie seltene Erden und Edelmetalle werden wiedergewonnen. Und das zahlt sich natürlich aus.“
