Bereit oder nicht, Robotik in der Fertigung ist auf dem Vormarsch

Da Industrieroboter schneller, intelligenter und billiger werden, beginnen immer mehr Unternehmen, diese Technologie zusammen mit ihren Mitarbeitern zu integrieren. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Roboter den Menschen ersetzen. Es stimmt zwar, dass einige der unerwünschteren Arbeitsplätze durch Maschinen besetzt werden, dieser Trend hat jedoch mehrere positivere Ergebnisse für die verarbeitende Industrie.

Hier ist ein kurzer Überblick darüber, wie Robotik in der Fertigung eingesetzt wird, um die Industrielandschaft zu verändern, indem sie die Produktivität und Präzision erhöht und gleichzeitig die Mitarbeiter vor unsicheren Arbeitsumgebungen schützt.

Kurzlinks:

• Überblick über Robotik in der Fertigung
• Branchen mit Roboterautomatisierung
• Geld sparen mit Fertigungsrobotern
• Robotik als wettbewerbsfähige Unternehmenslösung
• Möglichkeiten für das Beschäftigungswachstum in der Robotik
• Vorbereitung Ihres Unternehmens für die Roboterfertigung

Überblick über Robotik in der Fertigung

Das Wort „Roboter“ kommt vom tschechischen Wort „robotnik“ und bedeutet „sklaven“. Fabriken begannen in den frühen 1960er Jahren, diese Maschinen zu verwenden, um einige der gefährlicheren oder alltäglicheren Aufgaben zu bewältigen, die Menschen nicht ausführen wollten. Sie besetzten jedoch nicht nur ungewollte Fabrikjobs; sie erledigten die Arbeit mit beispielloser Geschwindigkeit und Präzision. Roboter führen heute alle möglichen Aufgaben aus und können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden, wie zum Beispiel:

• Bewegungsart
• Bewerbung
• Architektur
• Marke
• Kooperationsfähigkeit

Mit steigenden Arbeitskosten und zunehmender Konkurrenz um Billiglohnstandorte im Ausland setzen immer mehr Hersteller auf Robotertechnologien. Tatsächlich sind 90 Prozent aller modernen Roboter in Fabriken zu finden.

Robotertypen

Es gibt sechs Haupttypen von Robotik, die für verschiedene Aufgaben verwendet werden, darunter:

Artikuliert

Knickgelenkte Roboter verfügen über Drehgelenke, die einen vollen Bewegungsbereich ermöglichen. Dadurch können sie sehr präzise und kontrollierte Bewegungen mit verbesserter Flexibilität und Fingerfertigkeit erzielen.

Kartesisch

Kartesische Roboter werden auch als geradlinige oder Portalroboter bezeichnet und haben drei Lineargelenke, die sich in verschiedenen Achsen (X, Y und Z) bewegen. Diese einzigartige, starre Struktur ermöglicht einfache Bewegungen mit fortschrittlicher Präzision und Wiederholbarkeit. Da sie keine großen Bewegungen erfordern, gehören sie zu den günstigsten Industrierobotern. Diese Vorteile machen kartesische Roboter ideal für Fließbandanwendungen wie das Aufnehmen und Bewegen von Flaschen.

Zylindrisch

Wie der Name schon sagt, haben zylindrische Roboter einen zylindrischen Arbeitsbereich. Sie verfügen über einen Roboterarm, der über ein einziges Gelenk mit einer Basis verbunden ist, wobei ein weiteres lineares Gelenk die Glieder des Arms verbindet. Diese Maschinen verfügen über einen einzigen Roboterarm, der sich nach oben, unten und um einen zylindrischen Pol bewegt. Wie die kartesische Robotik werden zylindrische Roboter häufig für Montagevorgänge, Handhabung und Punktschweißen verwendet, können jedoch aufgrund ihrer Fähigkeit, sich schneller zwischen den erforderlichen Punkten zu bewegen, vorzuziehen sein.

Kugelförmig

Kugelförmige Roboter gehören zu den ersten Industrierobotern, die jemals in Fabriken eingesetzt wurden. Sie sind eine komplexere Variante von kartesischen und zylindrischen Robotern. Sie können Aufgaben ausführen, die eine Bewegung in einem dreidimensionalen Raum erfordern, da ein Roboterarm über ein Drehgelenk mit einer Basis verbunden ist, wodurch der Mechanismus einen kugelförmigen Arbeitsbereich erhält.

Selective Compliance Assembly Robot Arm (SCARA)

Selective Compliance Assembly Robot Arm-Roboter (kurz SCARA) haben Arme, die menschlichen Handgelenken ähneln, deren Gelenke sich sowohl vertikal als auch horizontal bewegen können. Der „handgelenksartige“ Anhängsel hat eine begrenzte Bewegung, wodurch er ideal für Montagearbeiten wie Pick-and-Place, Kitting, Verpackung und andere Materialhandhabungsanwendungen geeignet ist.

Delta

Delta-Roboter, die aus verbundenen Parallelogrammen bestehen, die mit einer einzigen Basis verbunden sind, haben ein spinnenähnliches Aussehen, um feine, präzise Bewegungen auszuführen, die in der Lebensmittel-, Pharma- und Elektronikindustrie nützlich sind. Sie können sich stark wiederholende Aufgaben wie die Kleinteilemontage jedes Mal schnell und präzise erledigen. Da bekannt ist, dass solche sich wiederholenden Bewegungen bei menschlichen Mitarbeitern über lange Zeiträume zu Muskel-Skelett-Erkrankungen führen, sind Delta-Roboter nicht nur für ihre Effizienz, sondern auch für die Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter von Vorteil.

Was machen Industrieroboter?

Aufgrund der Vielfalt der Robotik und ihrer Fähigkeiten finden Industrieroboter zahlreiche Anwendungen in der Fertigung. Typischerweise werden Roboter in der Fertigungsindustrie benötigt für:

• Schweißen
• Malerei
• Pick &Place
• Verpackung &Etikettierung
• Montage &Demontage
• Produktinspektion
• Produkttests
• Palettieren
• Polieren
• Schleifen
• Polieren

Alle diese Anwendungen werden mit einer Geschwindigkeit und Präzision durchgeführt, die von Handarbeit nicht erreicht werden kann.

Branchen mit Roboterautomatisierung

Mit kontinuierlichen Fortschritten in der Roboterautomatisierung entwickelt sich die Industrierobotik weiterhin zu einem einflussreichen Player auf dem Weltmarkt. Hier sind einige der Branchen, die Automatisierung für mehr Effizienz, Produktivität und Präzision einsetzen.

Automobil

Die Automobilindustrie hat der Automatisierung viel zu verdanken. Roboterautomatisierung wird seit über 50 Jahren in der Automobilindustrie in der Fließbandprozess- und Produktprüfung eingesetzt. In vielen Automobilwerken arbeiten menschliche Mitarbeiter neben Robotern, um die Produktion zu beschleunigen. Da Roboter flexibler sind und sich nicht ausruhen müssen, können sie dieselben monotonen Aufgaben schnell und genau ausführen.

Elektronikfertigung

Hersteller müssen mit der ständigen Nachfrage nach Smartphones, Flachbildfernsehern und anderer Elektronik Schritt halten. Dies ist mit Hilfe der Automatisierungstechnik möglich. Diese Art von Robotern ist in der Lage, die Produktion in Fabrikhallen zu steigern, ohne den Bedarf an wertvollem Platz zu erhöhen. Diese Branche hat den Einsatz von Cobots speziell wegen ihrer Variabilität bei der Aufgabenbearbeitung und der Fähigkeit, mit Mitarbeitern zusammenzuarbeiten, eingesetzt.

Medizin

Die medizinische Gemeinschaft hat stark von den Fortschritten in der Roboterautomatisierung profitiert. Roboter helfen Chirurgen jetzt, Operationen durchzuführen, die Präzision erfordern. In einem Szenario schnitt ein chirurgischer halbautonomer Roboter besser ab als die menschlichen Chirurgen, mit erhöhter Präzision und weniger Schädigung des umgebenden Gewebes. Wenn sogar das Blut, das durch die Hand eines Chirurgen fließt, die Präzision einer Operation beeinträchtigen kann, kann die Genauigkeit von Robotern bei heiklen medizinischen Eingriffen für höhere Erfolgsraten sorgen.

Lebensmittelherstellung

Robotik bei der Herstellung von Nahrungsmitteln und Getränken hilft, die Produktqualität zu verbessern, indem sie Fehler im Produktionsprozess durch den Einsatz von Bildverarbeitungssensoren und -kameras sowie die Verarbeitung von Hard- und Softwarealgorithmen erkennt. Die Ergebnisse sind eine bessere gleichbleibende Qualität der Lebensmittel und eine verbesserte Sicherheit für die Verbraucher.

Landwirtschaft

Die Agrarindustrie nutzt Robotik, um die Produktivität zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu senken. Mit Sensortechnologie können Landwirte Krankheiten und Schädlinge überwachen, die sich negativ auf die Ernteerträge auswirken. Automatisierte Systeme, die Vorgänge wie Beschneiden, Besprühen und Unkrautentfernung ausführen, werden immer beliebter.

Geld sparen mit Fertigungsrobotern

Fertigungsroboter bieten zahlreiche Vorteile, darunter Kosteneinsparungen. Dies mag überraschen, da kleinere Fertigungsunternehmen davon ausgehen können, dass der Kauf von Robotik eine teure Investition ist. Auch wenn die Anfangskosten hoch sein können, können die Vorteile den Herstellern Tausende von Dollar an reduzierten Kosten und verbesserter Produktivität sparen.

Der erste und wahrscheinlich offensichtlichste Weg, wie Roboter die Herstellungskosten senken, besteht darin, dass sie keine Vergütung benötigen. Obwohl die anfänglichen Kosten entmutigend erscheinen mögen, werden produzierende Unternehmen eine langfristige Rendite erzielen. Dies ist auf mehrere wichtige Vorteile zurückzuführen:

• Roboter können bei Bedarf rund um die Uhr ohne Unterbrechung arbeiten
• Das Licht muss nicht eingeschaltet sein, was den Energieverbrauch senkt
• Hochpräzise und wiederholbare Bewegungen reduzieren den Zeitaufwand für die Fehlerkorrektur

Industrieroboter bieten Herstellern mehr Konsistenz und bessere Qualität bei der Ausführung sich wiederholender Aufgaben. Ihr Verhalten ist vorhersehbar und ihre Bewegungen sind präzise. Dies bedeutet, dass sie qualitativ hochwertige Produkte mit geringer Variation und größerer Konsistenz als ihre menschlichen Kollegen herstellen können.

Darüber hinaus müssen Roboterarbeiter keine Pausen einlegen und können 24 Stunden am Tag ohne Schichtwechsel oder andere Unterbrechungen arbeiten. Sobald ein Roboter richtig programmiert und für eine bestimmte Aufgabe geschult wurde, kann er die Produktion beschleunigen, indem er die Zykluszeiten der Teile verkürzt und effizientere Fertigungsprozesse schafft, die zu höheren Gewinnen führen.

Robotik als wettbewerbsfähige Geschäftslösung

Die Automatisierung in der Fertigung ist für Unternehmen jeder Größe sehr wirtschaftlich. Anstatt Jobs ins Ausland auszulagern, können kleinere Unternehmen Roboter einsetzen, um ausgewählte Aufgaben zu geringeren Kosten und mit besseren Ergebnissen auszuführen als mit ausgelagerten Arbeitskräften.

Dies ist wichtig, da es Herstellern ermöglicht, ihre Geschäftstätigkeit in den USA zu halten und dennoch auf dem Weltmarkt zu konkurrieren. Tatsächlich wird Automatisierung für Unternehmen immer wichtiger, die mehr Arbeitsplätze in den USA schaffen und wettbewerbsfähig bleiben möchten.

Möglichkeiten für das Beschäftigungswachstum in der Robotik

Eine der größten Auswirkungen von Robotern in der Fertigungsindustrie besteht darin, dass sie neue Beschäftigungsmöglichkeiten für menschliche Arbeiter schaffen. Anstatt schwere Teile zu bewegen oder monotone Arbeiten auszuführen, können Arbeiter lernen, die Maschinen zu programmieren und zu warten. Ein Bericht eines Schweizer Think Tanks prognostiziert, dass Roboter bis 2022 weltweit 75 Millionen Arbeitsplätze verdrängen, aber 133 Millionen neue schaffen werden – ein Nettoplus von 58 Millionen Arbeitsplätzen.

Da die Fertigungs- und die Robotikindustrie weiter nebeneinander wachsen, werden eine Reihe neuer Beschäftigungsmöglichkeiten geschaffen. Diese Arten von Jobs sind nicht nur wünschenswerter, sondern sie befreien auch menschliche Arbeiter aus potenziell gefährlichen Situationen. Roboter können sich stark wiederholende Aufgaben ohne Verletzungsrisiko wie das Karpaltunnelsyndrom ausführen oder für gefährliche Aufgaben eingesetzt werden, bei denen Mitarbeiter gefährlichen Dämpfen oder Umgebungen ausgesetzt wären. Roboter sind beispielsweise schon vor den 1980er Jahren für den Umgang mit radioaktiven Abfällen zuständig.

Vorbereitung Ihres Unternehmens für die Roboterfertigung

Dank Industrierobotern steht die Fertigungsindustrie vor einer Revolution. Da die Robotik in Fertigungsprozessen noch intelligenter, effizienter und kostengünstiger wird, sind Roboter gefragt, um komplexere Aufgaben zu bewältigen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Robotik für kleine und mittelständische Fertigungsunternehmen unerreichbar ist.

Mit der richtigen Anleitung können Sie bestimmen, welche Fertigungsrobotik für Ihre Fertigungsanlagen und Produktionsprozesse geeignet ist. Wenden Sie sich an die Roboterautomatisierungsexperten von CMTC und erfahren Sie, wie die Roboterfertigung Ihr eigenes Geschäft verändern kann!