Die anhaltende Relevanz standardisierter Industrieroboter in der modernen Fertigung

Absolut nicht. Industrieroboter tun das, wofür sie konzipiert sind, extrem gut. Hohe Geschwindigkeit, hohe Wiederholgenauigkeit, schwere Nutzlasten und mehr. Es gibt viele Gründe, warum Industrieroboter hier bleiben. Richtig, sie sind gefährlich, weshalb sie hinter Schutzeinrichtungen stehen, um Arbeiter vor Verletzungen zu schützen. Aber es ist auch wichtig zu beachten, dass die meisten kleinen und mittleren Hersteller keine Anwendungen haben, die all die Fähigkeiten erfordern, die Industrieroboter bieten: große Mengen desselben Produkts, hohe Geschwindigkeit und schwere Nutzlasten. Tatsächlich könnten viele kleine und mittlere Hersteller aufgrund begrenzter verfügbarer Hallenfläche einen Standard-Industrieroboter gar nicht unterbringen. Ein Cobot ist eher eine Erweiterung ihrer menschlichen Arbeiter. Cobots sind kein Ersatz für Standard-Industrieroboter, sondern ein aufregendes neues Subset, das augmentativ ist und kleinen und mittleren Herstellern Türen öffnet.

Der Teufel steckt im Detail, aber es wird einfacher

Aber Standard-Industrieroboter und Cobots sind nur Teil der Lösung. Betrachten Sie sie nur als den Mechanismus, der etwas an den Ort bringt, wo die Arbeit erledigt werden muss. Das Ding, das tatsächlich etwas tut und am Ende des Roboterarms angebracht ist, heißt "Endeffektor". Ein Greifer ist ein Beispiel für einen Endeffektor und ist das Werkzeug, das den eigentlichen Vorgang ausführt. Andere Arten von Endeffektoren umfassen: automatische Schraubendreher, automatische Bohrer, Dosierköpfe für Klebstoffe oder Farbe, Lötköpfe, Wasserstrahlschneidköpfe... etc. Nicht so schlimm, oder?

Nun, die Wahl wird dadurch kompliziert, dass es nicht nur einige Hersteller dieser Endeffektoren gibt, sondern verschiedene Typen für unterschiedliche Nutzungsanforderungen. Beispielsweise ist es sehr üblich, einen Roboter für eine "Pick-and-Place"-Anwendung zu nutzen, bei der der Roboter mit einem Greifer-Endeffektor etwas von einem Ort aufnimmt und woanders ablegt. Allein in der Kategorie Greifer gibt es eine große Vielfalt: Vakuumgreifer, Parallelgreifer und andere Varianten. Innerhalb der Parallelgreifer gibt es pneumatische und elektromechanische Typen. Es gibt auch Optionen. Wie viele "Finger" am Greifer? Benötigt der Greifer einstellbare Kraftsensorik?

Ohne weiterzugehen, sehen Sie, dass einige Dinge berücksichtigt werden müssen, um die richtige Wahl zu treffen. Nachdem dies gesagt ist, kann ich unmissverständlich sagen: Es ist einfacher geworden. Nicht allzu lange her entwarfen und fertigten Hersteller von Automatisierungskomponenten und Industrierobotern ihre Produkte im Vakuum mit nur minimalem bewussten Aufwand für Standardisierung, Gemeinsamkeit oder Kompatibilität. Für Industrieroboter gab es keine gemeinsame Programmiersprache, jeder Hersteller nutzte eine proprietäre Sprache. In der nicht allzu fernen Vergangenheit erforderte das bloße Montieren eines Endeffektors an einen Roboter oft die Anfertigung einer individuellen Montageplatte durch den Nutzer – nur um den Endeffektor an der Maschine zu befestigen. Die Kommunikation herzustellen, damit der Roboter den Endeffektor betätigen konnte, war ähnlich nicht geradlinig oder einfach und erforderte, dass Hersteller jemanden dafür einstellten. Heutzutage sind die Montagen auf einen internationalen Standard namens ISO standardisiert. Viele Hersteller von Endeffektoren haben ihre Produkte auch mit den großen Roboter-/Cobot-Marken kompatibel gemacht – sowohl in puncto Kommunikation/Konnektivität als auch Betrieb und sehr im Sinne der Plug-and-Play-Funktionalität, die wir von Consumer Electronics erwarten. Zusätzlich bieten viele Cobot-Hersteller Turnkey-Systeme mit Greifern und anderen Endeffektoren, die bereits integral zum Roboter sind, für eine Out-of-the-Box-Lösung.

Machine Vision

In manchen Fällen ist der Start- und/oder Endpunkt der Bewegung, die ein Industrieroboter oder Cobot bereitstellt, nicht jedes Mal derselbe. Ein Beispiel könnten lose Produkte auf einem Förderband sein, die aufgenommen und in eine Kiste oder Kisten gelegt werden müssen. In diesem Fall müssen Sie möglicherweise Machine Vision in Betracht ziehen. Grundsätzlich ist eine Version von Machine Vision, die fast jeder gesehen hat und mit der zumindest etwas Vertrautheit besteht, die Kameras an Kreuzungen. Dies ist eine Form von Machine Vision, die in ihrer Grunddefinition ein Kameragerät zusammen mit mathematischen Algorithmen ist, die Computern (dem Roboter oder Cobot) erlauben, zu sehen und Informationen von der Außenwelt aufzunehmen. Wie könnte Machine Vision für kleine und mittlere Hersteller nützlich sein? Machine Vision kann in vier (4) Hauptanwendungskategorien eingesetzt werden: Guidance, Inspection, Gauging und Identification (GIGI).

Guidance (Führung)

Ein Beispiel für Roboterführung ist eine nach unten gerichtete Kamera, die auf ein bewegtes Förderband blickt. Wenn ein Teil in den Sichtbereich eintritt, sendet das Machine-Vision-System die Positionsdaten des Teils an einen Roboter, damit der Roboter das Teil aufnehmen kann. Vergangen sind die Zeiten, in denen der Aufnahmepunkt immer derselbe Ort sein musste oder das Förderband kurz anhalten musste. Teile können in Bewegung und on-the-fly aufgenommen werden!

Inspection (Inspektion)

Machine Vision kann Teile prüfen. Sind alle Schrauben, die in Ihrem Produkt sein müssen, vorhanden? Ist ein Etikett gerade oder innerhalb der vom Nutzer festgelegten Toleranzen? Ist es die richtige Farbe?

Gauging (Vermessung)

Machine Vision kann mehrere Dimensionen an einem Teil in Millisekunden vermessen.

Identification (Identifikation)

Machine Vision kann eine Vielzahl von Codes lesen, wie Barcodes, QR-Codes etc. Das ist praktisch, wenn Sie viele verschiedene Produkte haben und sicherstellen wollen, dass das richtige Etikett zum richtigen Teil oder Produkt passt. Machine Vision kann auch verifizieren, was geschrieben steht (OCV: Optical Character Verification) oder lesen, was geschrieben steht (OCR: Optical Character Recognition). Beispiel: Spiegelt das gelesene Etikett das korrekte Datum und den richtigen Lot-Code wider?

Umweltaspekte

Ist Ihre Fertigungsumgebung staubig oder ölig? Feiner Holzstaub oder Metallsplitter? Sind brennbare Dämpfe vorhanden? Muss Ihr Roboter abgewaschen werden? Brauche ich eine Abdeckung für meinen Roboter, weil ich nicht will, dass Dinge in den Robotermechanismus gelangen, oder weil ich verhindern muss, dass Dinge aus meinem Roboter (Fett, Öl, Partikel... etc) nach außen gelangen und möglicherweise in mein Produkt? Ist die Umgebung hohe Hitze oder niedrige Temperatur? Wird das Robotersystem in der Nähe einer Quelle elektromagnetischer Interferenzen/Störungen platziert, die den Betrieb Ihres Systems nachteilig beeinflussen könnten?

Okay, Sie haben meine Aufmerksamkeit. Was kommt als Nächstes?

Vor wenigen Jahren wäre es für einen kleinen oder mittleren Hersteller ohne Vorerfahrung oder technischen Hintergrund fast unvorstellbar gewesen, die Recherche, den Komponentenkauf und den Zusammenbau eines internen Automatisierungssystems für den eigenen Gebrauch zu übernehmen. Der Grund, warum manche überhaupt in Erwägung ziehen, dies selbst zu tun, ist der historisch hohe Kosten, all diese disparaten Komponenten in einem funktionalen Automatisierungssystem zusammenarbeiten zu lassen. Der Zauberer, der das alles zum Laufen bringt, ist der Systemintegrator. Wenn Sie an einen Eisberg denken, ist der Komponentenkosten der Ausrüstung der Teil, den Sie über dem Ozean sehen. Die Kosten, alles zum Laufen zu bringen, sind der zusätzliche und deutlich größere Teil unter der Oberfläche.

Folglich wird beim Thema Automatisierungskosten meist nur über Hardware gesprochen. Der Systemintegrationsaufwand, alles zum Laufen zu bringen, ist der deutlich höhere Kostenfaktor, der, addiert zu den Hardwarekosten, Projekte oft außer Reichweite der meisten kleinen und mittleren Hersteller bringt. Ich nutze die Zauberer-Analogie, weil Hersteller, die voranschritten, oft nicht viel darüber wussten, wie das System funktionierte, aber es funktionierte bis zu dem Punkt, an dem es nicht mehr funktionierte. Einmal engagiert, waren Hersteller ohne interne technische Fähigkeiten oft gezwungen, die Beziehung zu ihren Systemintegratoren fortzusetzen, da sogar kleine Änderungen oft programmatische Softwareänderungen erforderten.

Glücklicherweise ändern sich diese Tage. Die gute Nachricht: Der Grad der Abhängigkeit von Systemintegrator-Dienstleistungen ist stark reduziert. Warum? Wiederum weil Roboterfirmen und besonders die neueren Cobots neuere Technologie repräsentieren, die mit Benutzerfreundlichkeit im Sinn designed wurde. Viele kleine und mittlere Hersteller erkennen, dass sie dies realistisch selbst bewältigen könnten, besonders wenn sie beim ersten Mal die Dienste eines Systemintegrators in Anspruch nehmen.

Wenn es so einfach ist, brauche ich einen Systemintegrator?

Im Allgemeinen und basierend auf eigener Erfahrung denke ich, es ist ratsam, die Dienste eines Systemintegrators primär deshalb in Anspruch zu nehmen, weil Zeit Geld ist. Im Vergleich zu früheren Kosten ist der Umfang der Systemintegrator-Dienstleistungen viel niedriger als zuvor. Was mehr ist, ein Systemintegrator kann Ihnen helfen, durch die Myriade an Entscheidungen zu navigieren, indem er einfach ein paar Fragen beantwortet, besonders bei Ihrer ersten Roboterimplementierung. Mein Rat: Engagieren Sie einen Systemintegrator, um Ihr erstes System *mit* Ihnen zusammenzubauen, nicht *für* Sie. Lassen Sie sich nicht den Fisch geben. Lernen Sie, wie man fischt. Bleiben Sie involviert. Beobachten Sie, lernen Sie, stellen Sie Fragen. Ich denke, Sie werden feststellen, dass Sie sich am Ende wohlfühlen, beim zweiten Mal mehr Verantwortung zu übernehmen oder sogar Ihr nächstes System selbst zu entwickeln.

Automatisierung finanzieren: Section 179

Bitte beachten Sie, dass es Steuerabzüge vom Bundesstaat gibt, um die Kosten für den Kauf von Kapitalausrüstung wie Fabrikautomatisierung und Industrieroboter auszugleichen. Im Wesentlichen erlaubt Section 179 des IRS-Steuercodes Unternehmen, den vollen Kaufpreis qualifizierter Ausrüstung und/oder Software, die während des Steuerjahres gekauft oder finanziert wurde, abzuziehen. Das bedeutet: Wenn Sie (oder leasen) ein Stück qualifizierter Ausrüstung kaufen, können Sie den VOLLEN KAUFPREIS von Ihrem Bruttoeinkommen abziehen. Es ist ein Anreiz der US-Regierung, Unternehmen zu ermutigen, Ausrüstung zu kaufen und in sich selbst zu investieren. Kontaktieren Sie Ihren Buchhalter oder CPA für Details.

Wie kann California Manufacturing Technology Consulting (CMTC) helfen?

Für die meisten kleinen und mittleren Unternehmen ohne Vorerfahrung in Automatisierung denke ich, der beste Weg ist, einen Profi zu engagieren, statt es allein zu versuchen. Dies stellt sicher, dass Ihr erster Vorstoß in Automatisierung erfolgreich ist und dass Ihre Lösung so schnell wie möglich Ihrem Unternehmen nützt.

Die nächste Frage wird schnell: "Welcher Profi ist der richtige für mich und meinen speziellen Bedarf?" Wie wähle ich? Was sollten meine Kriterien oder Basis für die Auswahl sein? Wo kann ich eine unvoreingenommene Meinung von einem vertrauenswürdigen Berater ohne Eigeninteresse bekommen, der Empfehlungen zu Richtung und spezifischen Lösungsanbietern gibt, der markenunabhängig ist und mir hilft, meine lokalen Optionen zu verstehen? Es gibt so etwas wie eine Craigslist für Automatisierung nicht. Aber CMTC kann beraten und Ihnen klare Optionen bieten, auf deren Basis Sie eine informierte Geschäftsentscheidung treffen können. Lassen Sie uns Ihnen die Möglichkeiten zeigen und Ihre Optionen klar machen.