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Unaufhaltsam rücken Roboter in unseren Alltag vor. Schon in wenigen Jahren könnten sie in Beruf und Haushalt begleiten. Die Industrie hat schon früh auf Roboter gesetzt, wo sie heute schon Standard sind. Der WDR hat sich bei Ford umgesehen, welche Arten von Robotern beim Autobau heute helfen.

Erstmals setzt Ford bei der Produktion des Kleinwagens Fiesta kollaborative Roboter ein. Sie arbeiten mit einem Menschen zusammen. Damit fällt erstmals auch der Schutzkäfig weg. Der musste bislang die Menschen vor den Kräften der Roboter schützen. 

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1981 wurden im Ford-Werk in Köln-Niehl die ersten 20 Roboter eingesetzt. In manchen Produktionsbereichen, wie dem Presswerk, stehen heute die meisten von ihnen. Die Arbeiten, die sie dort erledigen, sind monoton. Es geht meist darum, Formteile aus einer Presse in die nächste zu befördern.

Weil diese Roboter keine Sensorik besitzen, arbeiten sie hinter Schutzkäfigen. So werden die Menschen vor ihnen geschützt. Sobald eines der Gitter geöffnet wird, stoppt der Roboter. 

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Auch Roboter müssen repariert werden. Dafür gibt es bei Ford eine eigene Werkstatt. Gerd Zech hat seit fast 10 Jahren mit Robotern zu tun: Er repariert sie. Seine langjährige Erfahrung mit den Automaten hat ihm unter den Kollegen den Spitznamen Roboter-Doktor eingebracht.

Er sieht in ihnen eine Chance für hoch qualifizierte Arbeitsplätze. Seine positive Sicht auf die Roboter ist aber auch mit seiner beruflichen Karriere beim Autohersteller verbunden. 

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Gerd Zech, Mitarbeiter der Roboter-Werkstatt bei Ford (Roboter-Doktor)

"Mich haben die Roboter seit meinem ersten Tag bei Ford interessiert. Ich habe gelernt, die Roboter-Technik zu beherrschen."

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Roboter: Von der Romanfigur in die Realität

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Roboter in der Autoproduktion von VW in den 1980er Jahren
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Als Schöpfer des Begriffs Roboter gilt der tschechische Maler, Grafiker und Schriftsteller Josef Čapek. 

Zum ersten Mal tauchte der Begriff 1920 im Theaterstück R.U.R seines Bruders Karel Čapek auf. In dem Drama geht es um eine Firma, die künstliche Menschen erzeugt, die Robots. 1940 griff der aus Russland stammende Biochemiker und Science-Fiktion-Autor Isaac Asimov den Begriff Roboter in seinen Kurzgeschichten auf. Von ihm stammen auch die ersten Gesetze der Robotik. 

Heute werden unter Industrieroboter überwiegend programmierbare Handhabungsgeräte mit Gelenken verstanden, die Fertigungsaufgaben ausführen.

Die Automobilindustrie entdeckte recht früh den Nutzen der Roboter. Ende der 1960er wurden die ersten in den Fabrikationshallen von US-Autobauern aufgestellt, Anfang der 70er Jahre auch in Deutschland. Beginnend beim Karosseriebau dehnte sich das Einsatzgebiet mit den wachsenden Fähigkeiten immer weiter aus. 

Mit den kollaborierenden Systemen ist die bislang jüngste Entwicklungsstufe in den Werkhallen der Industrie angekommen. 

Die Gewerkschaft IG Metall will den Einsatz von Robotern bei Ford weiter kritisch begleiten, aber nicht pauschal verteufeln. "Im Karosseriebau, wo früher Menschen unter harten Bedingungen arbeiten mussten, sind die Roboter eine große Erleichterung", sagt Witich Rossmann, Erster Bevollmächtigter der IG Metall in Köln. Er befürchtet aber insbesondere, dass künftig Roboter den Takt vorgeben. Und dass die Arbeit für die Menschen monotoner wird, weil Roboter ihnen vorschreiben, wie sie ihre Arbeit erledigen müssen.

Mit Tarifvereinbarungen will die IG Metall dem Verlust von Arbeitsplätzen entgegenwirken. Mitarbeiter sollen von Ford vor allem besser qualifiziert werden. 




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Roboter in der Autoproduktion von VW in den 1980er Jahren
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Neben den klassischen Industrierobotern, wie sie im Presswerk stehen, gibt es weitere Entwicklungsstufen, die ebenso in der Autoproduktion anzutreffen sind. Mit ihrer fortschreitenden Entwicklung wurden die Einsatzfelder komplexer.

Sehende Roboter
... sind mit optischen Sensoren ausgestattet und können beispielsweise Fahrzeugteile sortieren.

Kooperierende Roboter
... sind aufeinander abgestimmt und können so in verschiedenen Produktionsbereichen zusammenarbeiten. 

Kollaborierende Roboter
... sind durch ihre Sensoren in der Lage, direkt mit Menschen zusammenzuarbeiten. 


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Im Karosseriebau haben sehende Roboter weitere Aufgaben übernommen. Ausgestattet mit Kameras und weiteren Sensoren, erkennen diese Systeme bestimmte Muster, zum Beispiel die Umrisse eines Werkstücks. Damit haben sie die Fähigkeit bekommen, zu bearbeitende Teile zu erkennen und sortieren. Für optimale Arbeitsbedingungen brauchen viele ihrer Kameras aber spezielle Lichtverhältnisse.


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Montage des Kofferraumschlosses

Der Roboter muss aus zwei Kisten Einzelteile für das Kofferraumschloss heraussuchen und für die weitere Bearbeitung bereitstellen. 

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... dann die linke Maustaste gedrückt halten und die Maus nach links und rechts bewegen. Smartphone- und Tabletnutzer können mit dem Finger in die gewünschte Richtung wischen oder durch Bewegen des Smartphones in die gewünschte Richtung blicken.

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Das 360°-Foto zeigt kooperierende Roboter bei der Dachmontage im Karosseriebau. Mehrere Roboter legen das rund 10 Kilogramm schwere Blechdach auf den Rahmen. Eingehauste Roboter verlöten das Dach anschließend. 

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Autragen eines Spezialanstrichs in der Lackierei

Roboter sprühen einen lärmmindernden Anstrich (LASD) im Inneren der Karosserie auf. Sie müssen so programmiert sein, dass sie sich dabei nicht in die Quere kommen.

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Aber auch in Produktionsbereichen, in denen die Roboter vermeintlich in der Überzahl sind, stehen weiterhin Menschen am Band. 

In der Lackiererei wird beispielsweise bis heute die menschliche Feinfühligkeit gebraucht, um kleine Unebenheiten beim Auftragen von Dichtmasse zu erkennen. Roboter würden bei dieser Arbeit schnell die Köpfe der Spritzdüsen abbrechen. Wirtschaftlich ist hier der Roboter zumindest bislang im Nachteil.

Doch nicht immer können die Ingenieure von Ford Roboter einsetzen, wo sie es sich wünschen würden. Selbst die neueste Generation der kollaborierenden Roboter hat ihre Schwächen.

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Andreas Paich, Gruppenleiter Automationstechnik

"Wir würden uns wünschen, dass die neuesten Roboter größere Lasten tragen können."

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Auf eine Station am Fließband ist Ford besonders stolz. Nach Werksangaben ist es weltweit das erste Mal, dass beim Bau eines Autos kollaborierende Roboter in der Produktionslinie zum Einsatz kommen.

Vier dieser Roboter der neuesten Generation montieren dort Federbeine an der Hinterachse des Fiestas. Der Roboterarm fährt selbstständig in den Radkasten. Der Mitarbeiter muss dann mit beiden Händen den Roboter festhalten, um das Federbein zu verschrauben. 

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Ngali Bongongo, Arbeiter am Band

"Vor dem Roboter habe ich keine Angst - alleine schafft der nix."

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Dass hier Mensch und Roboter zusammenarbeiten, hat den Grund, dass für den Einbau zwei individuelle Stärken nötig sind. Der Mitarbeiter kann erkennen, ob das Federbein genau eingepasst ist. Der Roboter gibt seine Kraft, damit der Mitarbeiter nicht mehr über dem Kopf kräftig schrauben muss. 

Damit bei der Zusammenarbeit nichts passieren kann, müssen die Mitarbeiter beim Verschrauben beide Hände an den Griffen des Roboters haben. So wird sichergestellt, dass keine Finger in der Nähe des Schraubkopfes sind. Der hat nämliche keine Senoren.

Damit sich Mitarbeiter nicht an ihm stoßen können, haben die neuen Roboterarme zudem keine Kanten mehr. Eine Handbewegung reicht, um den Roboterarm zu stoppen. Sensoren in den Gelenken merken auch, wenn der Arm auf einen Widerstand stößt und stoppt dann. 

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Vic Daenen, Werksleiter Ford

"Ich denke, dass der Einsatz von Robotern sehr wichtig ist für ein Werk wie Köln."

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Der Einsatz von Industrierobotern hat in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen. Weltweit ist zwischen 2010 und 2015 rund eine halbe Million dazu gekommen. Und die Entwicklung soll rasant steigen. Für 2020 wird mit mehr als 2,5 Millionen Industrierobotern auf der Welt gerechnet. Im internationalen Vergleich liegt Deutschland auf Platz vier, was den Einsatz angeht.

Bei Ford in Köln arbeiten aktuell 1.288 Roboter. Der weitaus größte Teil mit 1.120 im Presswerk und im Karosseriebau. Gerade einmal 64 sind es in der Endmontage, also dem Bereich, in dem jetzt erstmals kollaborierende Roboter zum Einsatz kommen. 


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