Pick-and-Place-Roboter:Das Tor zu schnellerer Produktionszeit und -leistung

Pick-and-Place-Roboter sind der Schlüssel zu mehr Leistung und schnellerer Produktionszeit. Erfahren Sie, wie sie Kosten, menschliche Fehler und Produktionsengpässe reduzieren können.

Der Begriff Pick and Place bezieht sich auf jede Anwendung, bei der ein Teil an einem Ort aufgenommen, bewegt und an einem anderen platziert wird. Es wird am häufigsten mit Verpackungs- und Palettieranwendungen in Verbindung gebracht. Dies kann in Massenfertigungsprozessen eine kritische Aufgabe sein. Aber wann und wie sollte man es tun?

In diesem Artikel erfahren Sie:

• Welche Branchen verwenden Pick-and-Place-Roboter?
• Wann sollten Sie Ihren Pick-and-Place-Prozess automatisieren?
• Welche Roboter können Pick-and-Place-Anwendungen ausführen?
• Ein Wort zu Endeffektoren
• Kosten

Welche Branchen verwenden Pick-and-Place-Roboter?

Pick-and-Place-Anwendungen finden sich häufig in einer Vielzahl von Fertigungseinrichtungen. Es ist eine grundlegende Automatisierungsaufgabe. Das heißt, auch komplizierte Aufgaben wie Montage, Verpackung, Palettierung etc. beinhalten Pick and Place als Teilaufgabe. Aus diesem Grund finden Sie Pick-and-Place-Roboter in fast jeder Branche. Gängige Branchen sind:

• Verpackung
• Essen und Trinken
• Pharmazeutika
• Einzelhandel
• Lohnfertigung
• Kunststoffe
• Automobil

Moderne Fertigungsumgebungen nutzen die Pick-and-Place-Technologie in vielen Anwendungen. Beispiele hierfür sind kartesische Roboter, die Medikamentenfläschchen abfüllen, und Delta-Roboter, die Babytücher in Kartons verpacken. Diese Aufgaben können zwar sehr komplex skaliert werden, sie erfordern jedoch alle Pick-and-Place-Fähigkeiten. Es ist ein notwendiger Bestandteil vieler industrieller Anwendungen. Zu den Aufgaben, die Pick-and-Place beinhalten, gehören:

• Montage
• Automatisierte Lagerhaltung
• Palettieren
• Kofferverpackung
• Trennung
• Füllung

Montageaufgaben erfordern, dass Teile aus Behältern entnommen und an der richtigen Stelle auf dem Produkt platziert werden. Automatisierte Lager erfordern Roboter, um Produkte zu kommissionieren und zu platzieren. Der Roboter muss zuerst die Position des Produkts anfahren. An diesem Punkt entnimmt es das Produkt aus dem Regal oder der Tonne. Dieses Produkt wird dann in einem Bereitstellungsbereich platziert. Das Palettieren und das Verpacken von Kartons sind aus der Sicht von Pick and Place sehr ähnlich. Aber beides erfordert diese grundlegende Fähigkeit, diese Aufgabe zu erfüllen. Es ist wahrscheinlich, dass einige Aufgaben in Ihrer Einrichtung eine Pick-and-Place-Komponente haben.

Wann sollten Sie Ihren Pick-and-Place-Prozess automatisieren?

Viele Pick-and-Place-Aufgaben fallen an Montage- oder Verpackungslinien an. Dies führt oft zu einem Engpass, wenn es manuell durchgeführt wird. Hier lassen sich durch Automatisierung große Durchsatz- und Effizienzgewinne realisieren. Was für Dinge sollten also Warnsignale für die Automatisierung sein?

• Der Durchsatz muss erhöht werden oder es liegt ein Engpass vor
• Sie suchen nach Kostensenkungen
• Sicherheitsbedenken beim manuellen Verfahren
• Es gibt Probleme mit der Qualitätskontrolle 

Durchsatz

Roboter sind einfach schneller als durchschnittliche menschliche Bediener. Das bedeutet, wenn der Durchsatz zu einem Problem wird, sollte die Automatisierung eine vorrangige Erwägung sein. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein manueller Prozess einen Engpass erzeugt. Engpässe entstehen, wenn ein Teil eines Prozesses die potenzielle Geschwindigkeit des gesamten Prozesses verlangsamt. An einer Montagelinie bedeutet dies beispielsweise, dass das Förderband verlangsamt wird, um die Montagegeschwindigkeit stromabwärts auszugleichen. Durch die schnellere Montage kann der Förderer beschleunigt werden. Dies führt zu mehr Teilen pro Minute, Stunde oder Tag. Ein höherer Durchsatz bedeutet mehr Umsatz für Sie und Ihre Einrichtung.

Durchsatzbedenken allein sind nicht immer sofort grünes Licht für die Automatisierung. Bestimmte Situationen können die Automatisierung für Ihren Prozess unnötig oder sogar verschlechtern. Betrachten Sie beispielsweise einen Prozess mit einer unglaublich schwer zu automatisierenden Teilaufgabe. Ein klassisches Beispiel ist etwas, das Feinmotorik oder „Gefühl“ erfordert. Die Automatisierung eines solchen Prozesses könnte Ihnen ein besseres Volumen geben. Sie werden jedoch wahrscheinlich die Qualität und Konsistenz der Teile verlieren, die Sie durch den manuellen Betrieb erhalten. Ein Roboterprojekt in diesem Szenario würde Schwierigkeiten haben, erfolgreich zu sein.

Kostensenkungen

Viele Hersteller setzen auf Automatisierung, wenn Kostensenkungen erforderlich sind. Automatisierungsprojekte sind mit einem hohen Vorabpreis verbunden. Sie haben jedoch immense Renditen. Betreiber müssen das ganze Jahr über bezahlt werden. Das ideale Roboterprojekt erreicht einen Netto-ROI in einem Zeitraum von 12 bis 18 Monaten. Ab diesem Zeitpunkt hat sich die Investition voll ausgezahlt und geringe Wartungskosten halten diese lukrative Maschine lange am Laufen. Pick-and-Place-Aufgaben sind oft einfach und banal. Einen menschlichen Bediener für diese Aufgabe zu bezahlen, ist oft nicht die optimale Lösung. Viele Einrichtungen stellen fest, dass sie diese vertriebenen Arbeitskräfte in Bereichen, die schwer oder nicht automatisierbar sind, wiederverwenden können.

Es ist wichtig, das ROI-Bild zu verstehen, bevor Sie Investitionen tätigen. Wenn ein Roboter für eine Aufgabe eingesetzt wird, bei der er keinen signifikanten Vorteil gegenüber menschlichen Bedienern hat, wird die ROI-Zahl schwer zu erreichen. Wenn ein Roboter nur unzureichend unterstützt wird und lokale Techniker nicht für die Fehlerbehebung geschult sind, können Serviceeinsätze sehr teuer werden. Ganz zu schweigen von den zusätzlichen Kosten für Ausfallzeiten. Das einfache Ersetzen von Bedienern durch Roboter kann unter den falschen Umständen teuer werden.

Sicherheit

Manchmal müssen Prozesse aus Sicherheitsgründen automatisiert werden. Bei Pick-and-Place-Aufgaben liegt dies häufig daran, dass die Bauteile groß oder schwer sind. Diese Art von Komponenten kann zu Weichteilverletzungen führen, die zu langfristigen Komplikationen für die Arbeiter führen können. Diese Verletzungen können für die Hersteller teuer werden. Die Kosten liegen sowohl in möglichen Rechnungen und Gebühren als auch in den entgangenen Einnahmen durch Arbeitskräftemangel. Die Automatisierung dieser Aufgaben mit Robotern beseitigt einen großen Teil des Sicherheitsrisikos für menschliche Arbeiter.

Probleme mit der Qualitätskontrolle

Ausgefallene oder abgelehnte Teile sind für Hersteller verschwendete Einnahmen. Manchmal können diese Produkte nachgearbeitet oder repariert werden. Aber oft werden ausgefallene oder aussortierte Teile einfach verschrottet. Wenn diese fehlerhaften Teile durch menschliches Versagen verursacht werden, kann die Automatisierung eine Lösung sein. Roboter sind präzise und sehr wiederholbar. Dadurch sind sie in ihren Bewegungen sehr genau. Sie werden jedes Mal dieselbe Aufgabe auf die gleiche Weise ausführen. Sie ermüden nicht, was zu einer langsameren und minderwertigeren Arbeit führt, wie dies bei menschlichen Bedienern der Fall ist. Es gibt auch keine Anlaufphase, in der sie ihre Aufgabe lernen müssen. Roboter erhöhen die Qualitätskonstanz in Ihrer Anwendung. Dies führt zu Effizienzgewinnen mit weniger Ausschuss und Feldausfällen.

Welche Roboter können Pick-and-Place-Anwendungen ausführen?

Die Roboter, die Pick-and-Place-Aufgaben ausführen können, sind so vielfältig wie die Branchen, in denen sie eingesetzt werden. Einige gängigere Beispiele sind:

• Sechsachsige Roboter (kollaborativ und nicht kollaborativ)
• Delta
• SCARA
• Kartesisch

Da es sich um eine grundlegende Anwendung handelt, können die meisten Roboter Pick-and-Place-Aufgaben ausführen. Die größere Frage für Sie ist jedoch, welche für Ihre Anwendung geeignet ist. Diese Frage ist ohne nähere Kenntnisse schwieriger zu beantworten. Zum Glück haben wir eine Ressource für Sie. Unser Netzwerk unabhängiger Berater kann Sie dabei unterstützen, die richtige Wahl basierend auf Ihren spezifischen Anforderungen zu treffen. Wir können Ihnen helfen, eine Verbindung herzustellen und zu diskutieren, ob und wie Automatisierung für Sie geeignet ist.

Ein Wort zu Endeffektoren

Es ist wichtig, die Rolle der Endeffektoren bei diesen Anwendungen zu beachten. Endeffektoren sind das Teil am Ende des Roboterarms, das das Teil im Raum manipuliert. Oft werden kundenspezifische Endeffektoren speziell für die Anwendung hergestellt. Manchmal kann dies ein Saugnapf-Endeffektor sein. Zu anderen Zeiten kann es ein Greifer oder ein Elektromagnet sein. In jedem Fall sollte dies eine fokussierte Diskussion während der Planungsphase Ihres Projekts sein. Die Auswahl des richtigen Endeffektors ist entscheidend, um die Gewinne aus Ihrer Investition zu maximieren. Der falsche Endeffektor kann die Leistung reduzieren, die Sie durch die Automatisierung der Aufgabe erzielen. Besprechen Sie dies unbedingt mit Ihrem Berater oder Integrator.

Über die Kosten

Wie viel können Sie für Ihren Pick-and-Place-Roboter erwarten? Diese Frage ist schwer zu beantworten, da sie je nach Anwendung stark variiert. Einfache und kleine Anwendungen können im Bereich von 10.000 USD liegen. Große und komplexe Anwendungen können jedoch weit über 100.000 USD kosten. Es ist wichtig, frühzeitig einen Berater hinzuzuziehen, um grobe Schätzungen für Ihr Projekt zu verstehen. Unser Angebotstool kann Ihnen den Einstieg erleichtern. Wir können Sie mit Lieferanten in Verbindung bringen und Ihnen helfen, Angebote für Ihr Projekt zu erhalten.

Das Wichtigste, was Sie im Auge behalten sollten, ist die Gesamtrendite, nicht nur der Aufkleberpreis. Angenommen, Sie erwägen ein Roboterprojekt im Wert von 250.000 USD für Ihre Verpackungslinie. Je nach Größe kann dies eine enorme Investition sein. Stellen Sie sich jedoch vor, die ROI-Berechnung zeigt, dass sich dieses Projekt in 12 Monaten amortisiert. Nach diesem ersten Jahr hat sich der Roboter amortisiert und führt jetzt zu viel mehr für Ihre Einrichtung. Sie können sich hier unseren Investitionsrechner ansehen, um ein Budget zu erstellen und den ROI für Ihr Projekt zu schätzen.