Branchen, die die Robotik-Revolution anführen

Roboter sind integraler Bestandteil vieler Branchen. Entdecken Sie, welche Industrien Roboter am intensivsten nutzen – und welche neuen Anwendungsfälle entstehen.

Industrieroboter machen Arbeitsplätze produktiver und sicherer. In vielen Betrieben auch angenehmer. Roboter beeinflussen Branchen von Automobilfertigung bis Landwirtschaft, von Lagerhaltung bis Pharmazie. Manche nutzen Robotik seit Langem, andere steigen erst jetzt ein. Dieser Artikel gibt Überblick über bedeutendste Industrieroboter-Nutzer. Wir diskutieren Wie und Warum – und blicken auf neue Use Cases.

Inhalt dieses Artikels:

• Automobil
• Elektro/Elektronik
• Metall & Maschinenbau
• Kunststoff & Chemie
• Bauwesen
• Landwirtschaft
• Lager & Logistik
• Lebensmittelverpackung / Lebensmitteleinzelhandel
• Pharmazeutik
• Den richtigen Roboter für Ihre Branche finden

Automobil

In Autofabriken sind Roboter allgegenwärtige Werkzeuge. Automobilindustrie war 2020 weltweit größter Roboter-Nutzer – laut International Federation of Robotics (IFR). 28 % aller Roboterinstallationen entfallen auf Automobilsektor.

Standardanwendungen

Fantastische Materialvielfalt in der Automobilfertigung – entsprechend vielfältige RoboterTypen. Tausende Teile pro Auto, jedes mit eigenen Fertigungsprozessen.

Gelenkige Roboterarme (Articulated Robot Arms)

Große, schwere gelenkige Arme häufig in Autofabriken. Heben schwere Lasten, Flexibilität für Bewegung in jede Richtung. Einsatzbereiche:

• Schweißen
• Windschutzscheibenmontage
• Großteilemontage – Türen, Stoßstangen etc.
• Materialabtrag – Bohren, Gewindeschneiden, Entgraten, Schleifen
• Maschinenbestückung – Teile in CNC-Maschinen ein/auslegen
• Finish – Schleifen, Lackieren, Polieren

Delta-Roboter

Kleinere, leichtere Teile: Hochgeschwindigkeits-Delta-Roboter. Automobilhersteller nutzen Deltas für:

• Elektronikbauteile-Montage
• Kleinere Baugruppen wie Pumpen, Motoren
• Pick-and-Place – Teile zu/from Förderbändern

SCARA-Roboter

SCARAs besonders gut für Elektronikmontage – Teile in flache Leiterplatten einsetzen. Vertikales Einfügen passt zur SCARA-Geometrie. Präzision nötig – Teile passen in winzige Bohrungen. Weitere Automobilanwendungen für SCARAs:

• Stoffzuschnitt für Fahrzeuginnenraum
• Maschinenbe- und -entladung
• Palettieren und Depalettieren

Portalanlagen (Cartesian Robots)

Portalanlagen starr in drei Achsen: X, Y, Z – rechtwinklig zueinander. Starre Struktur = hohe Lasten, Präzision in alle drei Richtungen. Automobilhersteller nutzen Portalanlagen für:

• Pick-and-Place
• Teile in Behälter stapeln
• Montage: Anlasser, Scheibenwischermotoren, Einspritzsysteme, Instrumentencluster
• Klebstoffdosierung

Neue Use Cases Automobil – Cobots

Relativ neuer Bedarf: kollaborative Roboter (Cobots). Zunehmende Individualisierungswünsche der Käufer → kleinere Losgrößen → höherer Wert auf schnelles Umrüsten. Cobots werden immer mehr von Autoherstellern genutzt.

Cobots können von Menschen „angelernt“ werden, die nicht programmieren können. Mensch-Maschine-Kooperation = flexiblere Abläufe. Derselbe Roboter macht heute andere Aufgaben als gestern – weil Mensch ihm zeigte, wie.

Arbeiter begrüßen diesen Trend: Uninteressante, ermüdende Aspekte überlässt man dem Roboter. Gleichzeitig bleiben menschliche Stärken – Anpassungsfähigkeit, Innovation – gefragt. Mensch-Roboter-Kollaboration in Autofabriken = Trend.

Elektro/Elektronik

Roboter-Einsatz in Elektro-/Elektronikindustrie wächst rasant. Höchste Roboterzahl bald vielleicht in Elektronik statt Automobil. Gründe ähnlich: Hochvolumenoutput + Teile-Standardisierung = viel Repetition.

Aber großer Unterschied zu Automobil: Traglast. Elektronikteile viel kleiner als schwere Metallteile für Autos. Roboter in Elektronik tendenziell kleiner, leichter, schneller als Metallbearbeitungsroboter. Autos enthalten heute viel Elektronik – abgesehen von dieser Überschneidung gilt die Unterscheidunggenerally.

Standardanwendungen

Montage und Bestückung

Elektro-/Elektronikindustrie nutzt Roboter für: Montage, Bestückung, Inspektion, Transfer von Elektronikteilen. Weitere: Schraubendrehen, Löten.

SCARA- und Delta-Roboter

Mehr SCARAs und Deltas in Elektronik, weniger schwere Roboterarme wie in Autoindustrie. Kleine, leichte Roboter leichter sicher neben Menschen einsetzbar. Viele Elektronikfertigungsroboter sind Cobots – arbeiten neben Menschen ohne Schutzzäune.

Elektro-/Elektronikhersteller steigern Produktivität und Qualität durch Roboter. Langweilige, repetitive Jobs reduzierbar/eliminierbar – verbessert Arbeitsbedingungen, erhöht Mitarbeiterbindung.

Neue Use Cases Elektro/Elektronik – Cobots

Computer Vision verbessert sich, Cobot-Preise sinken → mehr Unternehmen nutzen Roboter. Trend reicht zu kleineren Firmen. Kleinere Unternehmen mit manueller Montage können Cobots nutzen – keine Rieseninvestitionen nötig. Einzeln starten, Erfahrung sammeln, ROI sehen, weitere Käufe rechtfertigen.

Cobots sinnvoll auch für Großunternehmen: Roboter für viele verschiedene Aufgaben gewünscht. Besonders wenn Roboter von Nicht-Programmierern anlernbar.

Metall & Maschinenbau

Dritthöchster Industrieroboter-Nutzer: Metall- und Maschinenbausektor. Gute Gründe: Metallbearbeitung = hohe Temperaturen. Werkstücke oft groß/schwer. Viele Werkzeuge rotieren hochtourig – Fräser, Entgrater, Bohrer = gefährlich. Metallbearbeitung erzeugt Späne/Partikel, die abfliegen – Gefahr für Menschen.

Standardanwendungen

Maschinenbestückung (Machine Tending)

CNC (Computerized Numerical Control) lange für Bearbeitungsautomatisierung genutzt. CNC-Maschinen: riesige Verbesserung vs. manuell. Numerische Steuerung = höhere Geschwindigkeit, größere Genauigkeit, sichererer Arbeitsplatz. Dennoch: CNC braucht Menschen für sorgfältiges Setup und Bestückung. Rohlinge einlegen, Fertigteile entnehmen, auf Förderband oder in Kiste legen.

Roboterarme für Maschinenbestückung: Teile in CNC einlegen, zum richtigen Zeitpunkt Fertigteil entnehmen, in nächsten Bearbeitungsschritt bewegen. Maschinenbestückung = monoton. Arbeiter werden abgelenkt/gelangweilt → Fehlhandlungen-Risiko. Menschlicher Fehler beschädigt teure Geräte/Teile, verursacht Verletzungen. Roboter reduzieren Risiken. Roboter ermüden nicht, arbeiten rund um die Uhr.

Roboter, die CNC-Maschinen ersetzen

Manchmal können Roboterarme CNC-Maschinen ersetzen. Roboter hält Werkzeug direkt, führt Metallbearbeitung aus. Beispiele: Bohren, Schleifen, Entgraten, Finish. Roboterarm oft komplexere Bewegungen als traditionelle CNC – weniger Bearbeitungsschritte, kürzere Durchlaufzeit. Ergebnis: höhere Produktivität, größere Kundenzufriedenheit, bessere Rentabilität. Komplexere Teile in kürzerer Zeit.

Neuer Use Case Metall & Maschinenbau – Cobots

Cobots attraktiv durch flexible Nutzung. Industriearbeiter kann Cobot-Arm per Bewegung anlernen. Cobots für Sicherheit neben Menschen designed – Sensoren machen sie sicherer. Langsamer, weniger Kraft. Erkennen Kollisionen. Oft Computer Vision – Hindernisse sehen, Qualitätskontrolle. Hochauflösende Vision = Voraussetzung für viele Anwendungen.

Kunststoff & Chemie

Roboter vielfältig in Kunststoff- und Chemieindustrie. Einer der besten Gründe: Mitarbeitersicherheit. Hier machen Roboter den entscheidenden Unterschied.

Standardanwendungen

Tankreinigung

Chemiefabriken: große Tanks benötigen Reinigung. Mitarbeiter in PSA (Persönliche Schutzausrüstung) – Schutz vor ätzenden Chemikalien, Dämpfen. Jetzt: ferngesteuerte Roboter in Tanks. Menschen bleiben draußen, steuern Roboter. Kameras am Roboter für Sicht. Roboter mit leistungsstarker Sprühausrüstung reinigen.

Verpackung und Versand

Verpacken und Versenden: Aufgaben für Roboter in Chemieindustrie. Hochrepetitive Fließbandprozesse = ideal für Robotik.

Pipettieren

Labortechniker dosieren regelmäßig präzise Flüssigkeitsmengen in Reagenzgläser – für Messungen/Analysen. Pipettierroboter dafür. Befreien Menschen für anspruchsvollere, lohnendere Aufgaben. Erhöhen Durchsatz der Pipettieroperation.

Spritzguss

Kunststoff-Spritzguss erfordert mehrere Maschinenbestückungsoperationen: Be-/Entladen, Stapeln/Heften, Palettieren. Roboter reicht in Spritzgussmaschine, entnimmt Fertigteil ohne Beschädigung. Präzise, unermüdlich. Produktivität gesteigert, Zykluszeiten reduziert. Roboter brauchen keine Pausen, machen keine Fehler.

Neuer Use Case Kunststoff & Chemie – Luftdrohnen und Cobots

Chemieanlagen: Schornsteine, Kessel, Rohrleitungen oft sehr hoch. Regelmäßige Inspektion nötig. Früher: Anlagenabschaltung, Abkühlung für Sicherheit.

Luftdrohnen inspektionieren. Hochauflösende Kameras, Luftqualitätssensoren, teils Thermografie. Fliegen nötige Höhe. Menschen bleiben sicher am Boden. Drohnen inspektionieren während Anlage läuft.

Cobot-Nutzung in Kunststoff/Chemie steigt. Cobot schneidet Überstand von Spritzgussteil, legt auf Förderband. Bei Teileänderung: Arbeiter zeigt neue Bewegungen – ohne Code-Kenntnisse.

Bauwesen

Baustellenroboter: relativ neues Phänomen. Doch Branche reif für Innovation – Roboter bieten viele Vorteile. Bau noch sehr arbeitsintensiv, aber Roboter kommen schnell.

Neue Use Cases im Bauwesen

Bewehrungsstahl verbinden (Tying Rebar)

Bewehrungsstahl („Mattenstahl“) verbinden im Straßen-/Brückenbau = hochmanueller Prozess. Arbeiter müssen sich bücken. Schwere Handschuhe, Schutzausrüstung. Draht um sich kreuzende Stäbe verdrehen. Zehntausende Verbindungen pro Straße, bei langen Straßen Millionen.

Robotische Ausrüstung automatisiert: großes Gerüst in Fahrbahnbreite, viele robotische Bindearme. Während Gerüst entlang Fahrbahn rollt, verdrehen Arme Draht an vielen Stellen simultan. Entlastet Menschen von rückenschonender, uninteressanter Arbeit. Beschleunigt Bau, verbessert Konsistenz.

Zementblöcke für Maurer heben

Maurer heben schwere Zementblöcke. Durchschnitt: über 3000 Blöcke/Tag. Erschöpfend, Wiederholungsverletzungen häufig. Viele Maurer brauchen Schulter-OPs. Roboterarme, geführt von Maurern, übernehmen Heben. Roboter spart unnötige Anstrengung, Wiederholungsverletzungen. Schneller, weniger müde, mehr Projekte in kürzerer Zeit.

Automatisches Mauern

Roboterarme automatisieren Mauern. Präzise Mörtelmenge, exakte Steinplatzierung, richtiger Andruck. Automatisierung = höhere Produktivität, niedrigere Kosten.

Lackieren

Lackierroboter streichen Raum in Bruchteil der Personenzeit. Roboter unbeeindruckt von giftigen Dämpfen.

Layouts erstellen

Bau nutzt AMRs für Vermessung. AMR druckt Linien auf Boden – zeigt Arbeitern Wandpositionen und andere Merkmale.

Selbstfahrende Fahrzeuge

Einige Baufirmen nutzen selbstfahrende Ausgrabungsroboter. Noch in Kinderschuhen. Hersteller bieten Nachrüstkits für manuelle Bagger zu Robotern.

Aktuelle Anwendung: Grabenziehen. Weitere: LKW-Beladen, Materialtransport, Rammarbeiten, Planieren.

Luftdrohnen

Drohnen auf Baustellen für Projektfortschritts-Überblick. Präzisere Messungen als andere Methoden. Verbessern Baustellensicherheit durch Beobachtungen.

Landwirtschaft

Arbeitskosten steigen, weltweiter Arbeitskräftemangel in vielen Branchen. Treiber für Automatisierung. Steigende Lohnkosten weiterer Faktor. Landwirtschaft keine Ausnahme.

Robotereinsatz in Landwirtschaft noch frühes Stadium. Dutzende spannende Use Cases. Viele Startups steigen ein. MarketsandMarkets: Markt 2020 ca. 7 Mrd. USD, Projektion 12,8 Mrd. USD in vier Jahren.

Neue Use Cases Landwirtschaft

Selbstfahrende Traktoren und Fahrzeuge

Ackerbauern in entwickelten Ländern: hochmechanisierter Anbau. GPS, Bodensensoren in vielen neuen Traktoren/Erntemaschinen verbaut. Landmaschinenhersteller fügen Selbstfahrfähigkeiten hinzu. Größte Namen investieren massiv.

Unkrautroboter

Unkrautroboter in verschiedenen Entwicklungsstadien. Immer mehr Pflanzen resistent gegen Breitbandpestizide → alternative Unkrautbekämpfung essenziell.

Fortgeschrittene Computer Vision erkennt Unkräuter. Roboter bestimmt nicht nur „Unkraut“, sondern spezifische Art. Dann gezielt chemisches Mittel nur für dieses Unkraut – nur auf diese eine Pflanze. Chemikalie gewählt von KI im Traktor/roboterischem Anbaugerät. Alternative: Laser vernichten Unkraut – ganz ohne Chemikalien. Messer/Schneiden, Thermische Pulse als weitere Technologien.

Ernte-Roboter (Picking Robots)

Obst-/Gemüseernte: großes Investitionsfeld. Computer Vision erkennt Reifegrad. Salat-, Apfel-, Erdbeer-Ernteroboter – verschiedene Kommerzialisierungsstadien.

Luftdrohnen

Drohnen in Landwirtschaft im Aufwind. Drohne sammelt Daten für kolorierte Feldkarten: Unkrautstandorte, Bodenfeuchte, Pflanzenzustand. Landwirt nutzt Info für Interventionen – oft Probleme, die er zuvor nicht kannte.

Lager & Logistik

2020: ca. 80 % der Lager weltweit ohne Robotik. Ändert sich rasant. Hohe Automatisierungswachstumsraten prognostiziert. Lagerroboter steigern operative Produktivität, senken Personalkosten. Befreien Menschen von repetitiven, uninteressanten Aufgaben.

Studien: Lagerarbeiter verbringen meiste Zeit mit Reisen – Wagen schieben, Gabelstapler fahren. AMRs automatisieren diese Aktivitäten.

Standardanwendungen

Materialhandling

Vielfältige AMRs für innerbetrieblichen Warentransport. Manche für ganze Paletten/schwere Lasten, andere für leichtere Gewichte. Manche sehen aus wie normale Gabelstapler – menschlich fahrbar, aber auch autonom. Andere: flache Wagen, rein autonom.

Kommissionierung (Order Picking)

Arbeitsanteil der Kommissionierung reduzieren wird kritischer. E-Commerce: mehr Produkte, weniger Artikel pro Bestellung. Kombination = arbeitsintensivere E-Commerce-Kommissionierung.

Meiste Lösungen: AMRs helfen beim Warentransport. Transport = niedrigwertiger Teil der Kommissionierung.

Meist: Menschen wählen/entnehmen Produkte aus Regalen. Arbeiter scannt Barcode, legt in Behälter auf AMR. Scanner oft im AMR integriert. AMR fährt durch Lager. Solche Lösungen: Produktivitätsverdopplung oder mehr.

Roboter, die selbst kommissionieren, für manche Use Cases verfügbar – brauchen fortgeschrittene Vision und Greifer.

Palettierroboter

Palettierroboter automatisieren Kartonstapeln auf Paletten. Roboter optimiert Stapelung für maximale Kartonanzahl. Palette kann für Versand schrumpfverpackt werden.

Kartonherstellung, Etikettierung, Sortierung

Lagerroboter fertigen maßgeschneiderte Kartons. Etikettieren Container, sortieren Pakete nach PLZ/Kriterien. Roboter für diese und andere Funktionen kommerziell verfügbar.

Neue Use Cases Lager: Luftdrohnen und Lieferroboter

Lager beginnen, Luftdrohnen für Inventur einzusetzen.

Manuell: Menschen auf Leitern, in Kartons schauen, zählen. Zeitaufwändig, langsam, mühsam.

Meiste Lager: Ziel 2 Inventuren/Jahr, viele schaffen nicht.

Drohnen fliegen Gänge, lesen Barcodes, zählen Artikel. Bei niedrigem Akku: Flug zum Nistplatz, Aufladen. Mit Luftrobotern: Inventur alle 2 Wochen – riesige Zeit-/Geldersparnis.

Lieferroboter in frühen Implementierungsphasen. Pilotprojekte: Fast Food, Lebensmittellieferung. Amazon & E-Commerce wollen Drohnenlieferung. Potenziell Millionen Artikel so lieferbar. Technologie bereit, aber regulatorische Hürden.

Lebensmittelverpackung / Lebensmitteleinzelhandel

Robotische Obst-/Gemüseverpackung: kommerzielles Stadium. Robotische Lösungen picken und platzieren Produce. Roboter verpacken für Versand.

Robotergriff nötig: fest genug zum Halten, sanft genug zum Nicht-Beschädigen. Greiftechnik + KI-gestützte Computer Vision. Hochvolumen-Produce-Verpackung kommerziell verfügbar, kosteneffektiv.

Immer mehr Menschen kaufen Lebensmittel online. Abholung im Laden oder Lieferung. Enorme Belastung für Supermärkte. Personal für Kundenkommissionierung abgestellt. Bestellungen in Tüten/Kartons packen. Bereitstellung zur Abholung oder Auslieferung.

Neue Use Cases Lebensmittelverpackung & Einzelhandel

Robotikanbieter schufen Systeme für alle diese Aufgaben. Automatisierte Lager- und Bereitstellungssysteme (AS/RS) passen in Supermarkthinterraum. AS/RS präsentiert Produkte an robotischer Pick-Station, lädt in Tüten/Kartons.

Für Kundenlieferung: selbstfahrende Fahrzeuge entwickelt. Verschiedene Teststadien. Wenige Regionen mit Pilotprojekten.

Pharmazeutik

Roboter in Pharmazie gut etabliert. Einsatzmöglichkeiten:

Standardanwendungen

Blisterverpackung

Delta- oder SCARA-Roboter legen Tabletten in Blisterpacks. Schnell, präzise bei leichten Artikeln. Flaschenetikettierung (Pillen/Flüssigkeiten) oft robotisch.

Pipettieren

Pharmafirmen dosieren präzise Flüssigkeiten in Testgefäße. Gefäße in Testgeräte (z. B. Flüssigkeitschromatograph) zuführen. Gute Robotikanwendung. Pipettierroboter in Pharma üblich.

Pick-and-Place

Menschlicher Kontakt mit Pharmazeutika = Kontaminationsrisiko. Pharmahersteller minimieren dies natürlich. Roboter nützlich allein deshalb. Beispiel: Medizinische Spritzen verpacken. Spritzen vom Förderband in Container. Mensch: Kontaminations- und Verletzungsrisiko. Robotisch herausfordernd: Spritzen transparent. Transparenz = Computer-Vision-Problem. Gelöst. Ergebnis: robotischer Prozess mit hoher Qualität und Konsistenz.

Neuer Use Case Pharmazeutik – Apotheker unterstützen

Apothekerunterstützung: neuer Use Case. Ideal für banale Aufgaben: Tablettenzählen. Rezept in Apothekensoftware → richtige Behältergröße, passendes Medikament, Roboterarm dosiert Pillen in Behälter. Roboter etikettiert, stellt auf Förderband.

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