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Pharma- / Kosmetik- / Medizinindustrie Scara-Roboter versprechen Wachstum in einem begrenzten Markt

Autor / Redakteur: Bernhard Foitzik / Rüdiger Kroh

Obwohl sich der Markt für Scara-Roboter nicht rasant entwickelt, hat die Anzahl der Anbieter in den vergangenen Jahren ständig zugenommen. Doch die Verantwortlichen in den Unternehmen rechnen weiterhin mit Wachstum und präsentieren neue Baureihen — frei nach dem Motto schneller und kleiner.

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Manfred Hübschmann, Geschäftsführer der Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics: „Wir konnten bei Scara-Roboter ein Wachstum deutlich über dem Branchendurchschnitt verbuchen.“ Bild: Stäubli
Manfred Hübschmann, Geschäftsführer der Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics: „Wir konnten bei Scara-Roboter ein Wachstum deutlich über dem Branchendurchschnitt verbuchen.“ Bild: Stäubli
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Schlagzeile von der „200-Prozent-Branche“ ist schon über zwanzig Jahre alt – und sie gilt immer noch. So sehr den einzelnen Herstellern ihr Erfolg auch gegönnt sei: Die Marktanteile nach eigener Auskunft addieren sich auf Werte weit jenseits der 100-Prozent-Grenze. Anwendern und Betreibern von Robotern kann das egal sein, sofern die Leistung stimmt. Auf diesem Sektor herrscht gesunder Wettbewerb, Geräte werden verbessert, neue Roboterserien auf den Markt gebracht. Wer nicht selbst entwickeln will, kauft zu.

Scara-Roboter-Markt wächst kontinuierlich

Manfred Hübschmann, Geschäftsführer der Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics, Bayreuth, bestätigt das kontinuierliche Wachstum: „Es ist sicherlich richtig, dass sich der Scara-Markt nicht rasant entwickelt, aber er entwickelt sich kontinuierlich nach oben.“ In Europa sei der Markt immerhin um 10% gewachsen. Die IFR-Statistik 2007 weist für Deutschland einen Rückgang von rund 8% aus.

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Hübschmann hat besonderen Grund, sich zu freuen: „Stäubli konnte ein Wachstum deutlich über dem Branchendurchschnitt verbuchen.“ Insofern könne man keineswegs von einem schwierigen Markt sprechen. 35% Marktanteil hatte Hübschmann im vergangenen Jahr für Stäubli angegeben.

Adept Technology sieht sich als Marktführer bei Scara-Robotern

Rüdiger Winter, Director Sales Europe bei der Adept Technology GmbH in Dortmund, sieht sein Unternehmen als Marktführer und Volker Spanier, Leiter des Bereichs Factory Automation, hält Epson auf Platz zwei für „richtig eingeordnet“. Nicht zu vergessen Kuka, inzwischen bei Scaras mit Denso-Mechanik auf dem Markt.

Von den Augsburgern werden Zahlen in einer Größenordnung kolportiert, die darauf schließen lassen, dass alle Roboter unterhalb einer bestimmten Tragkraftklasse gezählt wurden. Trotz des engen Marktes sehen alle Befragten Chancen auf ein weiteres Wachstum. Winter ist optimistisch: „Es gibt immer etwas zu tun.“

Die Vertreter der Scara-Fraktion sehen die Geschwindigkeit ihrer Roboter noch immer als einen der größten Vorzüge. Aber Achtung, „Scara Eliminator“ nannte Fanuc Robotics in den USA im vergangenen Jahr einen neuen 3-kg-Roboter. Adept-Manager Winter kann das Ballyhoo nachvollziehen, ist sein Mutterhaus doch in Amerika ansässig. „In Europa sehen wir das sehr gelassen.“

Knickarm-Roboter bleiben vor Scara-Robotern

Angesichts der offiziellen Zahlen besteht auch kein Grund, sich wegen einer Marketingaktion in Übersee den Kopf zu zerbrechen. Denn bei den großen Roboterherstellern würde der deutsche Jahresbedarf an Scara-Robotern noch nicht einmal eine Monatsproduktion ausmachen. In der Statistik des VDMA wurden für 2005 noch 825 Geräte registriert; 2006 waren es 755 verkaufte Scaras. Für 2007, so heißt es aus Frankfurt, lägen noch keine Zahlen vor. Und auch wenn in der Branche über den einen oder anderen größeren Auftrag gesprochen wird, die Zuwachsraten der Knickarm-Kollegen werden kaum erreicht werden.

Die nach Maßstäben des deutschen Marktes großen Anbieter fahren mehrgleisig und bieten Scara- und Knickarm-Kinematiken an. Meist haben die Anbieter und Hersteller ihr Portfolio von unten nach oben aufgestockt, Scara-Anbieter haben sich also mit Knickarmrobotern verstärkt.

Stäubli hat erfolgreich einen anderen Weg beschritten; Kuka hat sich auch mit Scara-Kinematiken verstärkt. Rüdiger Winter, der bei Adept mit dem Stabroboter Quattro sogar noch eine weitere Kinematik ins Rennen schickt, sieht dem Wettbewerb aus zwei Gründen gelassen entgegen: „Zum einen bieten wir alle Kinematiken an, zum anderen sehen wir uns als Automatisierer mit alternativen Lösungsansätzen.“

Das Produkt begrenzt meist die Geschwindigkeit

Der „Scara Eliminator“ bezieht seine Angriffslust aus hohen Achsgeschwindigkeiten. „Kein Problem“, sagt Winter. „Heute schon können wir bei kaum einer Applikation tatsächlich die maximale Geschwindigkeit nutzen.“ Begrenzender Faktor sei immer häufiger das Produkt und seine Handhabung selbst.

Werden lediglich Sauggreifer eingesetzt, wirkt bei extrem hohen Beschleunigungen und Geschwindigkeiten irgendwann die Fliehkraft. Eine Alternative sind dann Mehrfingergreifer. Doch die kosten Zykluszeit. Es gilt insbesondere für die Systemintegratoren einen individuellen Kompromiss zu finden.

Zudem: Um zu wissen, wie schnell ein Roboter ist, habe man einen Zyklus, den so genannten Adept-Zyklus, festgelegt. Dabei muss der Roboter 25 mm in Z-Richtung verfahren, 300 mm in X-Richtung verfahren und wieder 25 mm in Z-Richtung absenken. Der Trick dabei ist, dass der Übergang von der Bewegung in Z-Richtung zur Verfahrbewegung in X-Richtung in der Praxis kein rechter Winkel ist, jedenfalls nicht in einer überlagerten Bewegung. Dort scheiden sich die Geister der Wettbewerber um den schnellsten Roboter.

Zykluszeiten von Robotern schwer zu bewerten

Die Mathematiker wollen den Praktikern den Rekord des schnellsten Roboters abjagen und umgekehrt. Manfred Hübschmann: „Geht es um kurze Zykluszeiten, denkt man an möglichst hohe Geschwindigkeiten. Für die typische Scara-Applikation ist allerdings die reine Achsgeschwindigkeit per se längst nicht so entscheidend.“

Gefordert seien maximale Beschleunigungs- und Verzögerungswerte. Nicht zu vergessen sind kürzeste Greifzeiten. Gut beschleunigen kann man ein System mit geringer Masse. Dagegen erzielt man eine gute Genauigkeit mit einem möglichst steifen System, das normalerweise aber massiv gebaut ist.

Die Kriterien für eine optimale Auslegung widersprechen sich also. Hübschmanns Fazit: „Das Thema Zykluszeiten ist sehr komplex und lässt sich nicht auf Achsgeschwindigkeiten reduzieren.“

Scara-Roboter immer öfter in Kombination mit Bildverarbeitung

Zuversicht schöpfen die befragten Hersteller aus der Technik. Epson hat gerade eine neue Scara-Serie vorgestellt. Zur Motek im vergangenen Jahr war gerade ein Prototyp fertig, bis zur Automatica wollte man mit der Präsentation nicht warten.

Eine der Entwicklungen, die Rüdiger Winter favorisiert, ist die Bildverarbeitung: „In Deutschland verkaufen wir mittlerweile nahezu jeden zweiten Roboter mit einem Visionsystem.“ Volker Spanier ist bei der Größenordnung zurückhaltender, bestätigt aber den immer häufigeren Einsatz von Bildverarbeitungssystemen.

Da ist es praktisch, wenn die entsprechende Hardware standardmäßig in das Robotersystem integriert ist. Spanier: „Viel Freiheit bei der Anlagenkonzeption bieten zwei Kameraausführungen als stationäre oder mobil am Roboterarm integrierte Version.“

Mit dem Epson-Controller können bis zu vier Kameras angesteuert werden. Dabei ist es aber möglich, dass mehrere Steuereinheiten auf eine Kamerainstallation zugreifen.

Epsons Steuerung für neue Scara-Roboter etwas größer

Die Steuerung für die neuen Scaras heißt übrigens RC180 und baut etwas größer als die bisherige RC170. Grund für die Gewichtszunahme sind neue Treiberstufen, die durch die leistungsstärkeren Motoren notwendig geworden sind.

Beliebt ist bei Marketingstrategen auch der Begriff Mini-Scara, suggeriert er doch, es handle sich um einen Roboter, der alle positiven Eigenschaften des Scaras in sich vereint, gleichzeitig auch noch sehr klein ist. Dem ist nicht immer so, schaut man sich beispielsweise den „Winner Mini Scara 500“ des italienischen Herstellers Europack an. Der Vier-Achser stemmt 50 kg und zählt allenfalls unter Palettierrobotern als Mini.

Ganz anders dagegen im Bereich von 1-kg-Robotern und darunter. Gerade erst hat Epson einen Mini-Scara in diesem Traglastbereich fast beiläufig auf den Tisch gestellt. Noch hat der Prototyp eine Metallverkleidung. Die wird in der Serie, die G1 heißen wird, durch Kunststoff ersetzt.

Volker Spanier betont: „Das Gerät ist schon in einem fortgeschrittenen Prototypen-Stadium, aber derzeit noch kein Standardgerät.“ Sehr schnell ist der kleine Roboter trotzdem schon, aber noch nicht käuflich zu erwerben.

Scara-Roboter im Aktentaschenformat für 1 kg Handhabungsgewicht

Schon lange zu sehen sind solche kleinen Scara-Roboter in Japan, wo beispielsweise Yamaha und IAI ihre Geräte bereits vor einiger Zeit präsentiert haben. Die Scaras im Aktentaschenformat, so der IAI-Jargon, sind durchweg im 1-kg-Bereich angesiedelt.

Das Dilemma der Entwickler: Damit die Scara-Roboter ausreichend schnell sind, müssen entsprechend große Motoren verwendet werden – schon sehen die Roboter klobig aus. Noch kleiner zu bauen, scheitert dann aber daran, dass man wenigstens 150 bis 200 mm Reichweite haben möchte.

Manfred Hübschmann von Stäubli hat die Markteinführung eines Mini-Scaras, des RS 20, bereits hinter sich: „Nicht nur das Scara-Geschäft läuft prächtig und entsprechend groß sind auch die Erwartungen, die wir in den Bereich der Mini-Scaras setzen.“

Er sieht das leistungsfähige Robotersystem in der Tabletop-Automation gut im Rennen: „Haupteinsatzgebiete für einen solchen kleinen High-Performance-Scara sind die Laborautomation, Klein- und Kleinstteilemontage sowie bestimmte Bestückungsaufgaben.“

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