Die Roboterautomatisierung in der Fabrik ist der Prozess, bei dem industrielle Maschinen eingesetzt werden, um Routineaufgaben in der Produktion wie Schweißen, Fördertechnik und Montage auszuführen. Dadurch wird die menschliche Arbeit für komplexere Anforderungen freigesetzt. Es gibt verschiedene Arten der Automatisierung: fest, programmierbar und flexibel. Robotik ist grundlegend für die flexible Automatisierung, die eine Form von Flexibilität aufweist, wenn sie die Produktion unterstützt, da sie in der Lage ist, verschiedene Teiletypen oder Stückzahlen in kurzer Zeit zu fertigen. Feste und programmierbare Automatisierung erfordern jeweils einen manuellen Eingriff, um einen anderen Produkttyp herzustellen. In diesem Artikel betrachten wir, wie Robotik die Automatisierung in der Produktion vorantreibt und wie dies Ihnen helfen kann, die Effizienz und Qualität auf Ihrer Produktionsstraße zu verbessern.
Arten von Robotern, die in der Produktion eingesetzt werden
Es gibt verschiedene Arten von Industrierobotern, die den Produktionsprozess neu gestalten. Hier sind einige Beispiele:
- Kollaborative Roboter. Diese sind speziell dafür entwickelt, mit Menschen in Fabriken zusammenzuarbeiten. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Aufgaben auszuführen, die eine menschliche Überwachung erfordern, bei denen der Einsatz typischer Produktionsroboter zu gefährlich oder unpraktisch wäre. Beispiele für Anwendungen sind der Einsatz von mechanischen Armen, um Teile vom Lager zum Arbeitsplatz zu bewegen. Da kollaborative Roboter so eng mit Menschen zusammenarbeiten, verfügen sie über besondere Sicherheitsfunktionen wie Sensoren, die erkennen, ob sich eine Person im Weg befindet, und einen Notstopp auslösen.
- Autonome mobile Roboter (AMRs). AMRs sind Fabrikroboter, die sich ohne menschlichen Eingriff durch Arbeitsumgebungen bewegen. Sie nutzen Künstliche Intelligenz, um ihre Umgebung zu erfassen und Hindernissen sowie Bewegungen von Mitarbeitenden auszuweichen. Sie werden vor allem für den Transport von Gegenständen eingesetzt und sind häufig so programmiert, dass sie schwere Lasten bewegen, für die normalerweise mehrere Mitarbeitende oder schwere Ausrüstung erforderlich wären.
- Industrieroboterarme. Roboterarme sind eine der häufigsten Formen flexibler Automatisierung, da sie für verschiedene Aufgaben auf einer Fertigungslinie programmiert werden können, zum Beispiel Schrauben anziehen, Schweißen oder Lackieren. Sie werden häufig in Fabriken eingesetzt, die große Produkte wie Fahrzeuge herstellen. Ebenso werden sie oft verwendet, um schwere Gegenstände von einer Anlage zur anderen zu transportieren oder Produkte für die Inspektion zu halten. Sie nutzen ein System, das Druckluft erzeugt und diese an einen Aktor oder Motor sendet, um die Bewegung des Arms zu steuern.
- Roboterschmieden. Roboterschmieden ist eine neue Form der Automatisierung, die andere Produktionsmethoden wie die traditionelle Bearbeitung oder den 3D-Druck ersetzen könnte. Dabei kommen spezielle Werkzeuge, Roboterarme und Sensoren zum Einsatz, um Metalle und andere Materialien zu formen. Die Sensoren helfen dem Roboter, die Form zu erkennen, und Laser werden verwendet, um die gesamte Komponente umzuformen. Der Hauptvorteil des Roboterschmiedens besteht darin, dass es nachhaltiger und ressourceneffizienter ist.
- Roboter mit maschineller Vision. Die Technologie der maschinellen Vision ermöglicht es anderen Robotertypen, Routineinspektionen durchzuführen. Die Qualitätskontrolle kann einer der aufwendigsten Schritte im Produktionsprozess sein, und Roboter mit maschineller Vision, wie Qualitätskontrollroboter, können diese Aufgabe automatisieren. Qualitätskontrollroboter nutzen Künstliche Intelligenz, um Probleme zu erkennen und Teile zu inspizieren, wodurch die menschliche Arbeit für komplexere Aufgaben freigesetzt wird.
Vorteile und Nachteile von Industrierobotern
Wenn Sie als Unternehmen den Einsatz von Industrierobotern in Ihren Produktionsprozessen in Betracht ziehen, ist es wichtig, die Vorteile und Nachteile zu kennen. In diesem Abschnitt sprechen wir über die Vor- und Nachteile der Fabrikautomatisierung und Robotik.
Vorteile von Industrierobotern
Nachteile von Industrierobotern
- Kosten.Die Implementierung von Industrierobotern ist mit sehr hohen Kosten verbunden, bietet jedoch eine ausgezeichnete Rentabilität. Eine sorgfältige Abwägung ist vor einer Investition unerlässlich. Sie sollten sowohl die anfänglichen Kosten als auch die Rentabilität berücksichtigen, die Sie erzielen möchten.
- Schulung und Fachwissen. Die Einrichtung verursacht nicht nur hohe Investitionskosten, sondern erfordert auch Mitarbeitende mit den passenden Kompetenzen, um eine erfolgreiche Umsetzung sicherzustellen. Gute Automatisierungsunternehmen bieten ein Support-Paket mit ihrer Expertise an; Ingenieure können jedoch auch eine Schulung erhalten, um die Roboter zu programmieren.
- Einschränkungen.Industrieroboter sind nach wie vor in ihren Einsatzmöglichkeiten begrenzt. Es empfiehlt sich, vor dem Kauf oder der Implementierung mit Automatisierungsunternehmen zusammenzuarbeiten, um die verfügbaren Optionen zu bewerten.
Rolle von Robotik und Automatisierung in der Fabrik der Zukunft
Fabrikroboter und Automatisierung entwickeln sich kontinuierlich weiter – in diesem Abschnitt erfahren Sie, warum zukünftige Fertigungskapazitäten maßgeblich auf diesen neuen Technologien basieren.
- Sinkende Roboterpreise. Mit zunehmender Roboterproduktion sind die Kosten gesunken. In den vergangenen 30 Jahren haben sich die Kosten für Roboter halbiert und sind im Verhältnis zu den Kosten für Arbeit sogar noch stärker gesunken. Dieser Trend wird sich fortsetzen und macht Robotik und Automatisierung für Hersteller immer zugänglicher.
- Mehr Spezialisten.Da Fabrikroboter und Automatisierung für die Zukunft der Produktion immer wichtiger werden, haben sich Ausbildung und Schulung verbessert. Dadurch ist es für Unternehmen leichter, Mitarbeitende mit den erforderlichen Kompetenzen für den Betrieb und die Implementierung dieser Maschinen zu gewinnen. Fortschritte in der Robotik haben zudem die Programmierung vereinfacht und die Entwicklungszeit sowie das Risiko reduziert.
- Einfache Integration. Fortschritte bei Software und Rechenleistung haben die Montage, Installation und Wartung von Fabrikrobotern deutlich beschleunigt und kostengünstiger gemacht.
- Erweiterte Fähigkeiten.Fortschritte führen dazu, dass Roboter immer intelligenter werden und ihre Fähigkeiten erweitern. Während Roboter früher starr denselben Ablauf wiederholten, kann die neueste Generation Informationen aus mehreren Sensoren integrieren und ihre Bewegungen in Echtzeit anpassen.
- Verbesserte Zusammenarbeit. Roboter sind heute deutlich besser in der Lage, mit ihren menschlichen Kollegen zusammenzuarbeiten, was Unternehmen mehr Flexibilität bei der Entscheidung gibt, welche Aufgaben automatisiert und welche manuell ausgeführt werden. Beispielsweise sind viele Roboter inzwischen mit Sensoren ausgestattet, die das Risiko einer Kollision mit einem Bediener erkennen. Dieses Signal stoppt automatisch die Aktivität oder leitet Maßnahmen ein, um Unfälle zu vermeiden.
- Agile Produktion. Robotik für die Automatisierung wird immer intelligenter. Sie passt ihr Verhalten an, um den Output zu maximieren oder die Kosten pro Einheit zu minimieren. Die Geschwindigkeit einer gesamten Produktionsstraße lässt sich je nach kritischer Einschränkung für einen bestimmten Auftrag erhöhen oder verringern.
- Komplexe Aufgaben.Mit dem technologischen Fortschritt können Fabrikroboter immer komplexere Aufgaben übernehmen. Universalroboter steuern ihre Bewegungen so präzise, dass sie innerhalb von 0,10 mm bleiben, wobei einige Konfigurationen eine wiederholbare Genauigkeit von 0,02 mm erreichen. Diese Werte werden künftig noch genauer, was die Komplexität der Roboterfähigkeiten weiter erhöht.
Die hier aufgeführten Beispiele sind nur einige der Verbesserungen, die Hersteller im Bereich Robotik und Automatisierung im kommenden Jahr erwarten können, und zeigen, dass ihr Wert weiter steigen wird.
Wenn Sie daran interessiert sind, Robotik- und Automatisierungssoftware in Ihre Produktionsstraße zu integrieren, finden Sie weitere Informationen zur Automatisierung und Smart Manufacturing auf unserer Website.