Roboterwaffen in der Fertigung und ihre Vorteile
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Ein industrieller Roboterarm hat viele Teile. Jeder erfüllt eine bestimmte Funktion, die die anderen Teile ergänzt. Die mobilen haben Reifen, die sich von einem Ort zum anderen bewegen. Andere haben Gleiter, die es ihnen ermöglichen, sich über Flugzeuge zu bewegen. Aber der wichtigste Teil eines Industrieroboters ist der Roboterarm.
Alle wichtigen und heiklen Arbeiten übernimmt der Roboterarm:vom Schweißen, Heben und Platzieren, Sortieren und vielem mehr. Sobald der Roboterarm beschädigt ist, ist das für den Roboter; Es gibt sehr wenig, was getan werden kann, bis die Reparaturen abgeschlossen sind.
Wir werden uns ansehen, wie Roboterarme in der Fertigung verwendet werden, ihre Geschichte, die existierenden Typen, warum sie bevorzugt werden, die mit ihrer Verwendung verbundenen Gefahren und die Roboterarmhersteller die sie weltweit aktiv in Massenproduktion herstellen.
Offiziell wird der erste funktionsfähige Roboterarm George Devol zugeschrieben, der 1954 in Zusammenarbeit mit Joseph Engelberger den ersten programmierbaren Arm entwarf. Die beiden gründeten später Unimation, die erste Industrieroboterfirma in der Welt zwei Jahre später in Amerika.
Das war der Beginn einer rasanten Entwicklung, als sich die Menschen für Robotik interessierten. General Motors war der Erste, der 1962 den Unimate-Roboterarm zum ersten Mal in seiner Automontagelinie einsetzte. Bis 1969 war ein Roboterarm, der vollständig vom Computer gesteuert wurde, betriebsbereit.
Weitere Unternehmen und Nationen schlossen sich dem Kampf an, und 1973 hatte die Welt bereits verschiedene Versionen des kommerziellen 6-Achsen-Arms Roboter in Japan und Deutschland.
Die Fertigung in der modernen Welt wird fast ausschließlich von Industrierobotern betrieben, und es wird erwartet, dass diese Zahl in Zukunft weiter steigen wird.
Roboterarme, die in der Fertigung verwendet werden, werden durch etwa acht Parameter definiert, die die folgenden umfassen.
Anzahl der Achsen: Achsen sind die Teile, die für die flexible Bewegung des Roboterarms verantwortlich sind. Die meisten Roboterarme haben Achsen im Bereich von 2 und darüber. Je mehr Achsen, desto mehr Funktionalitäten.
Arbeitsumschlag: Dies ist der Raumbereich, den der Roboter einnimmt und den er vollständig umspannen kann.
Arbeitsbereich: Der Arbeitsraum ist der Raum, mit dem ein Roboterarm vollständig interagiert, ohne mit anderen Objekten zusammenzustoßen.
Nutzlast: Die Nutzlast bezieht sich auf das maximale Gewicht der Last, die ein großer Roboterarm kann heben, ohne zusammenzubrechen.
Wiederholbarkeit: Dies ist die Fähigkeit eines Roboterarms, immer wieder dieselben Aufgaben zu erledigen, ohne die Geschwindigkeit oder Genauigkeit zu beeinträchtigen.
Bewegungssteuerung: Dies sind Bewegungen, die darauf ausgelegt sind, innerhalb eines definierten Bereichs im Arbeitsraum zu arbeiten. Die Bewegungssteuerung kann je nach Aufgabenstellung angepasst werden.
Einhaltung: Dies ist das Maß für die Gesamtstrecke oder den Winkel, den ein Robotergelenk bei Krafteinwirkung zurücklegt.
Fahrt: Dies bezieht sich auf die Leistung des Motors, um Bewegungen in einem Roboterarm zu erzeugen. Es ist normalerweise raffiniert eingerichtet und verwendet Zahnräder, um ein harmonisches System zu schaffen, bei dem eine Bewegung die nächste auslöst.
Im Großen und Ganzen gibt es etwa vier Arten von Roboterarmen, die in Industrien, in denen Roboter in der Fertigung eingesetzt werden, weit verbreitet sind . Sie umfassen Folgendes. Quelle:Pinterest
Die Achsen dieses Roboterarms fallen mit einem kartesischen Koordinator zusammen und werden als Bestückungsroboter verwendet , Roboter zum Auftragen von Dichtmitteln, Maschinenhandling und MIG-Schweißroboter . Der Portalroboterarm wird normalerweise mit drei prismatischen Gelenken geliefert.
Bei dieser Art von Roboterarm bilden die Achsen ein zylindrisches Koordinatensystem. Der zylindrische Roboterarm wird hauptsächlich für die Robotermontage verwendet Aufgaben wie der Umgang mit Werkzeugmaschinen, Schweißen und das Bedienen von Druckgussmaschinen.
Ein Knickarm hat mindestens 3 Drehgelenke. Es wird hauptsächlich in Montageanlagen in Streichmaschinen eingesetzt. Er wird auch als Lichtbogenschweißroboter verwendet , für Spritzlackierung und Druckguss.
Nicht zu verwechseln mit zylindrischen Roboterarmen sind kugelförmige Roboterarme der Typ, dessen Achsen das Polarkoordinatensystem bilden. Es wird als Punktschweißroboter, Materialhandhabungsroboter verwendet , Maschinenhandhabungsroboter, Druckguss, in Putzmaschinen und Gasschweißen. Quelle:Pinterest
Roboterarme erfüllen verschiedene Funktionen in der Fertigung, darunter die folgenden.
Robotic Vision bezieht sich auf das Bewusstsein, das ein Industrieroboter bei der Arbeit hat. Es muss in der Lage sein, das herauszupicken, was es aufnehmen muss, und muss vermeiden, mit anderen Objekten in der Nähe zusammenzustoßen. Robotic Vision ist eine Technologie, die all dies ermöglicht, indem hochentwickelte Sensoren verwendet werden, die Entfernungen und Geschwindigkeiten von sich bewegenden Objekten beurteilen können, um die Bewegungen des Roboterarms entsprechend neu zu kalibrieren.
Ohne Robotik ist ein Roboterarm nichts anderes als eine starre Maschine, die sich auf einer vorgegebenen Bahn bewegt.
Punkt- und Lichtbogenschweißen sind die wichtigsten Verfahren in der Automobil- und Luftfahrtfertigung. So werden Autos und andere sich bewegende Maschinen an Ort und Stelle gehalten. Roboterschweißsysteme allein macht mehr als 50 % aller Aufgaben aus, für die Roboterarme in der Fertigungsindustrie entwickelt wurden. Die Arbeit erfordert viel Hitze, die für menschliche Arbeiter möglicherweise nicht sicher ist, weshalb Roboterarme für diese Rolle bevorzugt werden.
Montageindustrien wie die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und die Elektronik erfordern viel Zusammenbau. Meistens sind die betreffenden Teile zu schwer, und wenn man sich auf menschliche Arbeit verlässt, passieren zwangsläufig Fehler.
Montagelinienroboter sind so konzipiert, dass sie das Gewicht beim Verbinden von Dingen mit sehr geringen Fehlertoleranzen bewältigen. Robotermontagesysteme verlangen Geschwindigkeit und Genauigkeit, insbesondere wenn es um das Wohlergehen der Menschen geht, wie Autos und medizinische Geräte.
Menschliche Hände können nicht die glatten und gleichmäßigen Texturen erzeugen, die ein Roboterarm beim Malen erzielen kann. Ein Anstrich eines Autos beispielsweise trägt nicht nur zur Ästhetik bei; es schützt das Auto auch vor der Sonne und anderen Elementen, die zum Rosten mechanischer Teile führen können. Daher muss der Lackierauftrag abgeschlossen sein, und hier kommt ein Lackierroboter kommt ins Spiel.
Wenn man die Zeit einbezieht, braucht es Leute, um Rohstoffe für die Verarbeitung zu entladen, bevor alles in die Montagelinie geladen wird, bis das Endprodukt am anderen Ende herauskommt, ist viel Zeit verschwendet. Ein Maschinenpflegeroboter wird den gesamten Prozess viel schneller und mit größerer Genauigkeit abwickeln. Für einen reibungslosen Produktionsprozess muss alles zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein.
Pick-and-Place-Automatisierung ist Teil der Fertigung. Die verwendeten Materialien können schwer sein und eine körperliche Gefahr für Menschen darstellen. Der sich wiederholende Charakter der Arbeit und die Geschwindigkeit, die für die Erledigung der Aufgabe erforderlich ist, machen Industrieroboter perfekt für diese Aufgabe. Es ist nicht ungewöhnlich, dass Roboterarme problemlos Lasten mit einem Gewicht von mehr als einer Tonne in der Fabrik bewegen. Dies ist etwas, das viele Leute erfordern würde.
Der Einsatz von Roboterarmen hat im Laufe der Jahre zugenommen, und dies ist kein Zufall. Auch wenn dies viele Menschen arbeitslos macht, überwiegen die Vorteile, die Hersteller aus der Automatisierung ihrer Anlagen ziehen, die Auswirkungen, die sich in Form von Gerichtsverfahren und so weiter ergeben können.
Im Folgenden sind die Hauptgründe aufgeführt, warum Roboterarme in der Fertigung bevorzugt werden. Quelle:Pinterest
Dank der Reduzierung menschlicher Arbeitskräfte und der Präsenz von Industrierobotern mit Robotic Vision kommt es im Fertigungsbereich zu weniger Unfällen. Seit dem Tag, an dem die industrielle Revolution zur treibenden Kraft der modernen Welt wurde, gab es Fälle, in denen Unternehmen verklagt wurden und gezwungen waren, einem verletzten Mitarbeiter riesige Geldbeträge zu zahlen.
Es wird erwartet, dass sich die Sicherheit in Montagewerken weiter verbessert, wenn in Zukunft fortschrittlichere Roboterarme ins Spiel kommen.
Die Nachfrage nach Produkten zu befriedigen ist schwer. Die Verbrauchsraten auf der ganzen Welt übersteigen das Angebot, und dies hat viele Hersteller dazu gezwungen, neue Wege zu finden, um die Dinge zu beschleunigen, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Ein Hochgeschwindigkeits-Roboterarm ist die beste Lösung für dieses Problem. Ihre Fähigkeit, die Aufgabe, für die sie bestimmt sind, viel schneller zu bewältigen, macht sie zu einer so wertvollen Ergänzung für die Belegschaft.
Dies ist eine der vielen Qualitäten, mit denen Menschen nicht konkurrieren können. Quelle:Pinterest
Die Qualitätskontrolle ist ein wesentlicher Bestandteil der Fertigung. Rohstoffe können von Tag zu Tag variieren, aber ein guter Produzent sollte in der Lage sein, die Schwankungen auszugleichen und Dinge zu produzieren, die auf der Qualitätsskala konstant hoch punkten. Roboterarme haben kein Problem damit, sich wiederholende Dinge zu tun, und das ist der Hauptgrund dafür, dass sie in der Lage sind, konstant zu arbeiten, ohne dass die Qualität der Endprodukte merklich schwankt.
Wenn Roboter an der Fertigung beteiligt sind, gibt es wenig bis gar keinen Raum für Fehler. Die Roboterarme sind so vorprogrammiert, dass sie immer wieder dieselbe Aufgabe mit denselben Verfahren und denselben Schritten ausführen. Diese Genauigkeit und Konzentration ist der Grund für die Herstellung von Produkten, die in Gewicht, Verpackung und Qualität identisch sind. Etwas, das die Verbraucher wirklich schätzen. Quelle:Pinterest
Wenn Sie Sicherheit, Geschwindigkeit, Konsistenz und Genauigkeit kombinieren, erzielen Sie eine höhere Produktivität. Roboterarme können im Gegensatz zu menschlichen Arbeitern, die Pausen und Schlaf brauchen, tagelang ohne Aufsicht arbeiten. Sie sind in der Lage, innerhalb von Stunden eine für mehrere Personen bestimmte Arbeit für mehrere Tage zu verrichten. Dies hat vielen Herstellern die Möglichkeit gegeben, mit den Anforderungen Schritt zu halten. Quelle:Pinterest
Wenn es um Elektronik oder die Medizin- und Pharmaindustrie geht, können es sich Hersteller nicht leisten, fehlerhafte Produkte nach ihrem Ruf herzustellen, und das Leben der Menschen, die diese Produkte verwenden sollen, steht auf dem Spiel. Empfindliche Teile wie Sensoren in elektrischen Teilen oder miniaturisierte medizinische Instrumente können nicht von Menschenhand hergestellt werden. Nur hochspezialisierte Roboterarme können diese Aufgabe erfüllen. Quelle:Pinterest
Der größte Vorteil, den Fabriken von Robotern nutzen, ist ihre Flexibilität. So spezialisiert sie auch sein mögen, nichts hält Hersteller davon ab, einen Roboter umzuprogrammieren und für eine andere Rolle zu verwenden. Das bedeutet, dass es keine Redundanz gibt, ein Roboter kann für alle Rollen innerhalb einer Fabrik eingesetzt werden, bevor er das Ende seiner Lebensdauer erreicht, und das kann Jahre und Jahre dauern. Quelle:robots. com
In Bereichen, in denen noch menschliche Arbeit erforderlich ist, wurden Möglichkeiten gefunden, Menschen neben Robotern zu arbeiten. Die Industrieroboter, die in diese Kategorie fallen, werden als kollaborative Roboter bezeichnet und es wurde festgestellt, dass sie die Arbeitsrate der Arbeitnehmer erheblich verbessern. Kollaborative Roboter sind die Lösung für die wachsende Angst in der Bevölkerung, dass Roboter hier sind, um ihnen die Arbeit wegzunehmen. Der Mensch muss in einer automatisierten Welt immer noch eine Rolle spielen. Quelle:Pixabay
So wie die Welt vor anderthalb Jahrhunderten von Pferden auf Autos umsteigen musste, haben die Hersteller heute keine andere Wahl, als automatische Automatisierungssysteme zu nutzen . Es ist eigentlich ein wirtschaftlicher Selbstmord, die Fertigung nicht zu automatisieren, weil Sie mit der Konkurrenz nicht mithalten können.
Der Wettlauf um die Vorherrschaft in der Industrierobotik-Branche heizt sich nur auf. Dies hat nicht nur ihre Produktion in die Höhe getrieben, sondern die Möglichkeiten dieser Roboterarme werden täglich erweitert. Einige der Roboterarmhersteller Im Mittelpunkt dieses Wachstums stehen die folgenden.
EVS ist ein Industrieroboterhersteller in China, das sich auf die Entwicklung einer Vielzahl von Industrierobotern spezialisiert hat, die weltweit in verschiedenen Branchen eingesetzt werden. Ihre industriellen Roboterarme können Traglasten von 3 kg bis zu 800 kg bewältigen und sie umfassen 6-Achsen-Roboter wie SCARA, Delta, explosionsgeschützte Roboter und viele andere Typen.
Ihre typischen Roboterarme werden als Palettierungsroboterarm verwendet , zum Schweißen, Stanzen, Schneiden, Palettieren, Kommissionieren und Platzieren, Maschinenbeschickung und Handhabung. Quelle:fanuc. co.jp
FANUC gehört zu den Robotik-Giganten der Welt. Das Unternehmen entwickelt seit 1956 Automatisierungslösungen in Japan und war einer der ersten Roboterhersteller, der den SERVO-Mechanismus erfolgreich entwickelt hat. Ein Teil ihrer Montagelinie umfasst SCARA-Roboter , Delta, Gentry und kollaborative Roboter. FANUC-Roboter werden im Fertigungssektor hoch bewertet und sind vor allem für ihr gelbes Äußeres bekannt. Quelle:global. abb
Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieses Dokuments hat ABB weltweit über 400.000 Roboterinstallationen in der Fertigungsindustrie abgeschlossen. Das Unternehmen verfügt über einen der umfangreichsten Roboterkataloge und eine spezielle Abteilung, die sich um die Anpassung kümmert. Als Marke gibt es ABB seit über einem Jahrhundert, und dank dessen konnten sie ihre Produktion auf einige der fortschrittlichsten Fabrikroboterarme eingrenzen du wirst dir jemals begegnen. Quelle:epson. com
EPSON wird normalerweise mit Elektronik in Verbindung gebracht und ist insbesondere für seine Drucker weltweit bekannt. Allerdings beschäftigt sich die Marke auch mit hochentwickelten Industrierobotern und das schon seit geraumer Zeit. Die Roboterabteilung von EPSON entstand, weil Seiko Roboter für seine Uhrenfabriken benötigte. Anstatt diese auszulagern, entschied sich Seiko, ins eigene Haus zu investieren, und EPSON Robotik war geboren.
Kostengünstige SCARA-Roboter von EPSON gehören zu den Besten der Branche. Sie stellen auch Gelenk- und kartesische Roboter her. Quelle:kuka. com
KUKA mit Hauptsitz in Augsburg ist mit einem Umsatz von über 3,2 Milliarden Euro einer der größten Hersteller in Europa. Das Unternehmen beschäftigt über 14.000 Mitarbeiter in seinen zahlreichen Niederlassungen in verschiedenen Teilen der Welt. KUKA Roboter gehören zu den am häufigsten verwendeten Robotern im Automobilbau , die größte Industrie in Deutschland.
Auch wenn die Unfälle durch den Einsatz fortschrittlicher Roboter in der Fertigung drastisch reduziert wurden, ist die Gefahr immer noch vorhanden. Roboter sind keine Menschen, und es ist noch ein weiter Weg, bis sie als vollständig autonom gelten.
Um gute Arbeitsbedingungen weiter zu verbessern, können die Gefahren von Industrierobotern wie folgt minimiert werden.
Selbstlernende Roboter sind der Typ, der sich ständig verbessert, anstatt sich an den vorprogrammierten Code zu halten, der sie ausführt. Sie sind in der Lage, die Umgebung zu beobachten und sich organisch an neue Arbeiten und Situationen anzupassen. Diese Überwachung ihrer Umgebung macht sie auch in der Nähe anderer Roboter und Menschen sicherer, da für sie die Sicherheit an erster Stelle stand.
Die Entwicklung dieses Robotertyps ist im Moment teuer, aber mit der Zeit werden sie die Standard-Betriebsoptionen in der Fertigungsindustrie sein.
Regular inspection of robotic arms and other parts is essential as that is the only way any damage that may cause damage and accidents can be caught early. Industrial robots do not possess self-diagnosability yet. Therefore they depend on people for maintenance; otherwise, they would continue working until they break down. A faulty robotic arm carries the risk of not only compromising the work, but it places anyone working near it in danger of getting physically hurt.
Checking for repairs and replacing damaged parts should be cued up with software upgrades. When people talk about robotic advancement, they are talking more about software upgrades. When you improve the program running the robot, then you improve everything else. A smooth-running program carries less risk of corruption or breaking down, which may make a robot go rogue and hurt other people.
Having people and robots work together is not hard, but safety education is important. Human workers have to be trained properly to ensure their own safety is not compromised in the course of their work. Unlike robots, humans do get tired, and this may affect their concentration. That is why many factories have very strict guidelines posted on walls as a constant reminder to people to be alert at all times.
The most effective way to ensure safety is through designing special workstations for the robots, separate away from where human workers are. This will not only cut off any contact between the two sides, but it will give the robot the space it needs to handle its work without having to keep avoiding collisions.
Industrial robots are sophisticated machines that have a lot of moving parts and expensive technology at play. For this reason, they should only be handled by qualified technicians. Allowing just about anybody to start tinkering around with robots may reconfigure the way they operate, and this is not safe for the working environment. Anyone not involved in the direct installation and maintenance of the robots should never be allowed near them.
Automating manufacturing has its own challenges that have been slowing down the full integration of robots into the workplace. Some of the challenges include the following. Source:epson.com
It has been mentioned several times that automating helps cut down the cost of manufacturing, but that is a long-term assessment. The initial cost of automating manufacturing can render a company bankrupt even before operations begin. Industrial robots do not come cheap, the cost of a single welding robot for sale is about $40,000, that is before you add the cost of maintaining them. This way too high for most companies. Source:Pixabay
The lack of robotic experts in the field is impacting automated manufacturing negatively. Despite the use of robots in factories being old, the shortage of technicians and programmers has never been addressed sufficiently, and as more plants are turning to robots, eventually, they find themselves stuck with very few people qualified enough to handle and maintain the machines. This can lead to some factories temporarily ceasing production. Source:Pixabay
Getting the robots into position for working is one thing; getting them running to optimum levels is another mountain. Unlike other machines, industrial robots have to be calibrated and adjusted to the task they have been designed for. This may take months of tweaking and changes, not to mention the industrial robotics training needed for the workers to be able to interact with it. This could end being a huge loss in the long run.
Cases of disgruntled workers unplugging robots midway are very common. With robots taking over most of the work, people feel like they are about to lose their only sources of livelihood. This had led to many companies losing a lot of money in repairs brought about by deliberate sabotage.
The use of robotic arms in manufacturing is expected to continue growing around the world. The silver lining on the horizon is that, as robot manufacturers join the industry, the cost of these robots will come down enough for even the smallest factories to afford them. Sometime in the future, it will be easier to come across a low-cost robot arm online or even in a public market.
If starting a robotic arm company is something you have always considered exploring, then you will be well served by talking to the industrial robot experts. Feel free to get in touch with us, and we will address all the questions you may have about industrial robots that we have.
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Inhaltsverzeichnis
Geschichte von Roboterarmen in der Fertigung
Parameter, die Roboterarme in der Fertigung definieren
Arten von Roboterarmen
Gantry-Roboterarm
Zylindrischer Roboterarm
Gelenkroboterarm
Kugelförmige Roboterarme
Hauptanwendungen von Roboterarmen in der Fertigung
Roboter-Vision
Automatisierte Schweißprozesse
Montage
Automatischer Lackierroboter
Maschinenpflege und Teiletransfer
Materialhandhabung
Warum Roboterarme in der Fertigung bevorzugt werden
Sicherheit
Geschwindigkeit
Konsistenz
Genauigkeit
Erhöhte Produktivität
Heikle Rollen
Flexibilität
Sie sind kollaborativ
Hersteller haben keine Wahl
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FANUC Corporation
ABB
EPSON-Roboter
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Designing Workstations for Robots
Prevent Unauthorized Access
Emerging Issues in the use of Robotic Arms in Manufacturing
The Cost
Skill Gaps
It Takes Time To Set them Up
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Schlussfolgerung
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