Pick-and-Place-Roboter: Produktion beschleunigen und Ausbringung steigern

Pick-and-Place-Roboter sind der Schlüssel zu höherer Ausbringung und kürzeren Produktionszeiten. Erfahren Sie, wie sie Kosten, menschliche Fehler und Engpässe reduzieren.

Pick-and-Place bezeichnet jede Anwendung, bei der ein Teil an einem Ort aufgenommen, bewegt und an einem anderen Ort abgelegt wird. Am häufigsten assoziiert mit Verpackungs- und Palettieranwendungen. In der Hochvolumenfertigung kann dies ein kritischer Prozess sein. Doch wann und wie sollte man automatisieren?

In diesem Artikel erfahren Sie:

• Welche Branchen Pick-and-Place-Roboter nutzen
• Wann Sie Ihren Pick-and-Place-Prozess automatisieren sollten
• Welche Roboter Pick-and-Place-Aufgaben ausführen können
• Ein Hinweis zu Endeffektoren
• Kosten

Welche Branchen nutzen Pick-and-Place-Roboter?

Pick-and-Place-Anwendungen finden sich in verschiedensten Fertigungsstätten. Es ist eine fundamentale Automatisierungsaufgabe – selbst komplexe Aufgaben wie Montage, Verpackung, Palettierung beinhalten Pick-and-Place als Teilarbeitsschritt. Daher finden sich diese Roboter in nahezu jeder Branche. Häufige Branchen:

• Verpackung
• Lebensmittel und Getränke
• Pharmazeutik
• Einzelhandel
• Lohnfertigung
• Kunststoffe
• Automobil

Moderne Fertigungsumgebungen nutzen Pick-and-Place-Technologie vielfältig: Portalanlagen befüllen Medikamentenfläschchen, Delta-Roboter verpacken Feuchttücher in Kartons. Auch wenn diese Aufgaben hochskaliert komplex werden – alle erfordern Pick-and-Place-Fähigkeit. Es ist notwendiger Bestandteil vieler Industrieanwendungen. Aufgaben mit Pick-and-Place-Anteil:

• Montage
• Automatisiertes Lagerwesen
• Palettierung
• Kartonverpackung (Case Packing)
• Separation
• Befüllen

Montageaufgaben erfordern das Entnehmen von Teilen aus Behältern und präzises Platzieren am Produkt. Automatisierte Lager benötigen Roboter, die Produkte vom Regal entnehmen und in Bereitstellungszonen ablegen. Palettierung und Case Packing sind aus Pick-and-Place-Sicht ähnlich – beide erfordern diese Grundfähigkeit. Wahrscheinlich haben auch in Ihrer Fertigung einige Aufgaben einen Pick-and-Place-Anteil.

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

Viele Pick-and-Place-Aufgaben laufen auf Montage- oder Verpackungslinien. Manuell ausgeführt werden sie oft zum Flaschenhals. Durch Automatisierung lassen sich große Durchsatz- und Effizienzgewinne realisieren. Welche Warnsignale deuten auf Automatisierungsbedarf hin?

• Durchsatzsteigerung nötig oder Flaschenhals vorhanden
• Kostensenkung angestrebt
• Sicherheitsbedenken beim manuellen Prozess
• Qualitätskontrollprobleme

Durchsatz

Roboter sind schlicht schneller als durchschnittliche menschliche Bediener. Wenn Durchsatz zum Thema wird, sollte Automatisierung primär in Betracht gezogen werden – besonders wenn ein manueller Prozess einen Flaschenhals schafft. Flaschenhälse entstehen, wenn ein Prozessschritt die potenzielle Rate des Gesamtprozesses bremst. Beispiel Montagelinie: Das Band wird verlangsamt, weil die nachgelagerte Montage langsamer ist. Schnellere Montage erlaubt höheres Bandtempo – mehr Teile pro Minute, Stunde, Tag. Höherer Durchsatz bedeutet mehr Umsatz.

Alleinige Durchsatzbedenken sind nicht immer ein sofortiges „Go“ für Automatisierung. Bestimmte Situationen machen sie unnötig oder gar nachteilig. Beispiel: Ein Prozess mit extrem schwer automatisierbarem Teilarbeitsschritt – klassisch: feinmotorisches „Fingerspitzengefühl“. Automatisierung könnte Volumen bringen, aber Teilequalität und -konsistenz leiden. Ein Roboterprojekt hier würde scheitern.

Kostensenkung

Viele Hersteller automatisieren, um Kosten zu senken. Automatisierungsprojekte haben hohe Anschaffungskosten, aber enorme ROI. Bediener werden ganzjährig bezahlt. Ein ideales Roboterprojekt erreicht Netto-ROI in 12–18 Monaten. Danach ist die Investition amortisiert, geringe Wartungskosten halten die „Geldmaschine“ lange am Laufen. Pick-and-Place-Aufgaben sind oft einfach und monoton. Einen Menschen dafür zu bezahlen, ist oft suboptimal. Viele Betriebe setzen die freiwerdende Arbeitskraft in schwer oder nicht automatisierbaren Bereichen ein.

Wichtig: ROI-Bild vor Investition verstehen. Wird ein Roboter in einer Aufgabe eingesetzt, wo er keinen signifikanten Vorteil gegenüber Menschen hat, wird die ROI-Zahl schwer erreichbar. Schlecht supportete Roboter ohne lokal geschulte Techniker führen zu teuren Serviceeinsätzen und Stillstandskosten. Einfacher Operatoraustausch durch Roboter kann in falschen Umständen teuer enden.

Sicherheit

Manchmal erzwingen Sicherheitsbedenken Automatisierung. Bei Pick-and-Place oft wegen großer oder schwerer Komponenten – diese verursachen Weichteilverletzungen mit langfristigen Folgen für Arbeiter. Kosten liegen in potenziellen Rechnungen, Strafen und Umsatzverlust durch Personalausfall. Roboter eliminieren einen großen Teil des Sicherheitsrisikos für Menschen.

Qualitätskontrollprobleme

Ausschuss oder Nacharbeit sind verschenkter Umsatz. Manchmal lassen sich Teile nacharbeiten, oft werden sie verschrottet. Wenn menschliche Fehler die Ursache sind, kann Automatisierung die Lösung sein. Roboter sind präzise und hochwiederholgenau – sie führen dieselbe Aufgabe immer identisch aus. Keine Ermüdung, die zu langsamerer, schlechterer Arbeit führt. Keine Anlaufphase zum Erlernen. Roboter erhöhen die Qualitätskonsistenz – Effizienzgewinne durch weniger Ausschuss und Feldausfälle.

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

Die Roboter für Pick-and-Place sind so vielfältig wie die Branchen, die sie einsetzen. Häufige Beispiele:

• Sechsachsroboter (kollaborativ und nicht-kollaborativ)
• Delta-Roboter
• SCARA-Roboter
• Portalanlagen (Cartesian)

Da es eine fundamentale Anwendung ist, können die meisten Roboter Pick-and-Place ausführen. Die eigentliche Frage: Welcher ist für Ihre Anwendung richtig? Das lässt sich ohne Details schwer beantworten. Unser Netzwerk unabhängiger Berater hilft Ihnen bei der richtigen Wahl basierend auf Ihren spezifischen Anforderungen. Verbinden Sie sich mit einem Experten.

Ein Hinweis zu Endeffektoren

Wichtig: Die Rolle der Endeffektoren. Das ist das Werkzeug am Roboterarm, das das Teil im Raum manipuliert. Oft werden anwendungsspezifische Endeffektoren gefertigt. Mal Saugnapf, mal Greifer, mal Elektromagnet. Dies sollte in der Planungsphase fokussiert diskutiert werden. Der richtige Endeffektor ist kritisch für die Maximierung des Investitionsnutzens. Der falsche reduziert den Outputgewinn. Besprechen Sie dies detailliert mit Ihrem Berater oder Integrator.

Zur Kostenfrage

Was kostet Ihr Pick-and-Place-Roboter? Schwer zu pauschalisieren – die Spanne ist groß. Einfache, kleine Anwendungen starten bei ca. 10.000 USD. Große, komplexe Anwendungen kosten weit über 100.000 USD. Frühzeitig einen Berater hinzuziehen für grobe Schätzungen. Unser Anfragetool hilft beim Start – wir verbinden Sie mit Lieferanten für erste Angebote.

Wichtig: Gesamtrendite im Blick behalten, nicht nur Anschaffungspreis. Beispiel: 250.000 USD Roboterprojekt für Verpackungslinie. Je nach Unternehmensgröße große Investition. Aber: ROI-Rechnung zeigt Amortisation in 12 Monaten. Ab Jahr 2 hat sich der Roboter selbst bezahlt und generiert nun Mehrwert. Prüfen Sie unseren Investitionsrechner für Budgetplanung und ROI-Schätzung.