Von Fabriken zu Laboren: Die vielseitige Kraft industrieller Roboter

Wenn Sie an Industrieroboter denken, kommt wahrscheinlich zuerst ein Schweißroboter an einer Automobilmontagelinie in den Sinn, doch leistungsstarke Industrieroboter sind einzigartig für weit mehr konzipiert. Von der Luft- und Raumfahrtindustrie bis zum klinischen Labor und allem dazwischen – Roboterautomatisierung kann Fabrikproduktionsprozesse, aufgabenbezogene Automatisierung und andere Anwendungen auf die nächste Stufe heben. Hier sind nur einige interessante und beeindruckende Anwendungen, die Sie inspirieren könnten, Roboterautomatisierung in naher Zukunft zu implementieren.

Laserablation

Anwendung/Branche: Automobil, Luft- und Raumfahrt

Robotermodell: Typischerweise ein Langarmroboter mit geringerer Traglast (z. B. Yaskawa AR3120). Ein oder mehrere Roboter, abhängig von Teilegröße und gewünschter Taktzeit.

Beschreibung: In Anwendungen, wo eine Oberfläche eine Beschichtung (Farbe, Fett, Glasur etc.) hat, die entfernt werden muss, werden typischerweise Chemikalien verwendet. Leider erzeugt dies viel Abfall, der meist als Gefahrstoff gilt. Die nachfolgende Umweltauswirkung und Regulierung machen den Einsatz chemischer Lösungsmittel schwierig. Zudem sind die manuellen Arbeitsstunden für Abwischen oder Abkratzen der Beschichtung, um ein sauberes Substrat zu hinterlassen, zeitaufwändig.

Hier kommt Laserablation ins Spiel, die diese Beschichtungsschicht verbrennt, um ein sauberes, reines Substrat zu hinterlassen. Ein Filter oder anderes Auffanggerät sammelt dann die karbonisierte Beschichtung leicht ein. Da thermische Laserprozesse eine lichtdichte Zelle erfordern, ist ein Roboter für die Sicherheit erforderlich. Der Roboter kann auch programmiert werden, der komplizierten Oberflächenkrümmung zu folgen, statt anderer Hartautomatisierung.

Komplexe Oberflächen-Inkjetdruck

Anwendung/Branche: Luft- und Raumfahrt, Potenzial für andere

Robotermodell: Langarm für Luft- und Raumfahrt, kleiner je nach Maßstab.

Beschreibung: In der Vergangenheit war es schwierig, Grafiken auf Flugzeugen oder anderen großen Flächen präzise zu erstellen, wenn man mit gekrümmten und komplexen Oberflächen arbeitete. Ein 2017er Projekt des Southwest Research Institute (SwRI) machte diese komplexe Aufgabe Realität, indem ein Spezial-Inkjetdruckkopf am Arm eines Roboters befestigt wurde. Dieser intricate Prozess nutzt Digitaldruck für überlegene Leistung und ersetzt die traditionelle arbeitsintensive Aufgabe, Grafiken zu malen oder Decals in variierten Orientierungen über große Flächen anzubringen. Wie bei Laserablation ist der Roboter darauf ausgelegt, Änderungen in Oberflächenwinkeln hervorragend zu accommodieren und konsistente Druckwiederholbarkeit und -qualität zu wahren.

Seit dieser Technologieentstehung haben Unternehmen wie der niederländische Roboterhersteller XYREC in Zusammenarbeit mit SwRI, Airbus und Marabu diese revolutionäre Anwendung an Flugzeugen erfolgreich demonstriert und behaupten, die Zeit in der Lackiererei von 16 auf 5 Tage zu reduzieren. Potenziell kompatibel mit jedem Oberflächensubstrat, könnte diese Technologie auch für Einmal- oder kundenspezifische Grafiken auf kleineren Flächen wie Textilien und Werbetafeln oder komplexe Grafiken auf größeren Flächen genutzt werden.

Additive Fertigung

Anwendung/Branche: Prototyping, kundenspezifische Teile

Robotermodell: Variiert – meist ein hochwiederholbarer 6-Achsen-Roboter mit sechs Freiheitsgraden (z. B. Yaskawa AR1440).

Beschreibung: Dank der Einführung von Motion-Control-Technologie, Robotik und Leistungselektronik hat 3D-Druck in jüngster Zeit ein Niveau an Finesse und Präzision erreicht, das gut genug ist, um nutzbare Teile ohne (oder mit wenig) Nachbearbeitung zu erstellen. Ideal für das Anbringen einzigartiger Werkzeuge, die einen großflächigen 3D-Drucker ermöglichen, hilft der Einsatz von Industrierobotern in der additiven Fertigung, einen diversen Produktmix zu schaffen, einschließlich Maschinenwerkzeugvorrichtungen.

Einst auf Kunststoffe beschränkt, kann heutige Technologie Substanzen wie Keramik, Verbundwerkstoffe, Metalle, Hybridmaterialien und mehr verarbeiten. Jüngste Fortschritte in Slicer-Software innerhalb von Offline-Roboterprogrammiersoftware ermöglichen es, Metallteile mit Zusatzwerkstofftechniken wie MIG, WIG oder Laserschweißen zu drucken. Diese Teile können dann direkt verwendet oder nachbearbeitet werden, was massiven Abfall im Vergleich zu anderen Fräs- oder Maschinentechniken an einem Metallblock spart.

Hochpräzises Fräsen

Anwendung/Branche: Zerspanung, kundenspezifische Komponenten

Robotermodell: Vielseitiger und leistungsstarker Handhabungsroboter mit mittlerer Traglast (z. B. Yaskawa GP-Serien-Roboter).

Beschreibung: Traditionell eine mühsame manuelle Aufgabe, ist Fräsen der Prozess des Abtragens überflüssigen Materials von einer Form, um eine spezifische Struktur zu formen. Um Arbeitssicherheit zu erhöhen, Produktionsraten zu beschleunigen, Produktqualität zu verbessern und Branchenstandards besser einzuhalten, implementieren Unternehmen in diversen Branchen automatisierte Frässysteme mit einfach zu programmierenden Robotern mit flexiblem Werkzeug. Dies wird oft in Verbindung mit 3D-Druck für Teilefinish verwendet.

Palettenmontage

Anwendung/Branche: Palettenproduktion

Robotermodell: 6-Achsen-Palettierroboter, Traglast 50 kg bis 800 kg.

Beschreibung: Schwierig und gefährlich, die manuelle Aufgabe des Palettenbaus ist harte Arbeit. Dies, kombiniert mit dem wachsenden Trend zu stärkeren, maßgeschneiderten Paletten, hat wettbewerbsorientierte Hersteller veranlasst, roboterbasierte Palettenmontagesysteme zu implementieren, die die Flexibilität und Konsistenz bieten, um maßgeschneiderte, Stringer- und Blockpaletten vom selben System zu bauen. Ebenso befähigt die Befreiung der Arbeiter von der monotonen, schmutzigen und gefährlichen Arbeit der Palettenproduktion Entscheidungsträger, qualifizierte Arbeiter auf höherwertige Jobs im Unternehmen umzusetzen, was ROI maximiert.

Fleischverarbeitung

Anwendung/Branche: Fleischverpackung, Geflügelproduktion etc.

Robotermodell: Schneller und leistungsstarker Handhabungsroboter mit mittlerer Traglast.

Beschreibung: Obwohl sicherer und hygienischer als in der Vergangenheit, bergen Fleischverpackungs- und Geflügelproduktionsanlagen noch immer deutliche Gefahren, die die körperliche Gesundheit manueller Arbeiter beeinträchtigen können. Um menschlichen Fehler zu reduzieren und Mitarbeiter zu schützen, suchen Fleisch- und Geflügelverarbeitungsunternehmen nach Robotiktechnologie, um Sicherheit zu steigern und Effizienz zu optimieren. Darüber hinaus haben Verbesserungen in Vision-Technologie und End-of-Arm-Tooling im letzten Jahrzehnt Roboter in die Lage versetzt, diverse Fleischverarbeitungsaufgaben einfach zu facilitieren und Produktion zu optimieren.

Probenverarbeitung

Anwendung/Branche: Klinisches Labor

Robotermodell: Variiert nach Anwendung (z. B. Yaskawa MotoMini für Bulk-Lader, oder hochleistungsfähiger 6-Achsen-Roboter mit geringerer Traglast für Zentrifuge).

Beschreibung: Von Fachkräftemangel bis zu strengen Akkreditierungsanforderungen – zusammen mit steigenden Probenvolumen bei ineffizienten Workflows – stehen klinische Labore heute vor vielen Herausforderungen. Hauptsächlich ist der Druck, Dienstleistungen kreativ auszuweiten, einen wertbasierten Pflegeansatz zu bieten und dabei Kosteneinsparungen zu erzielen. Um in die Zukunft von Clinical Laboratory 2.0 voranzuschreiten, wenden sich Hochdurchsatz-Klinische-Diagnostiklabore Roboterautomatisierungslösungen zu, um Prä- und Post-Analytik-Proben-Sortierung und -Verarbeitungsaufgaben zu erledigen.

Schleifenbinden

Anwendung/Branche: Lebensmittel & Getränke, Pharmazeutika, Konsumgüter, Verpackung & Logistik, Industrielle Verpackung

Robotermodell: Kompakter und wendiger Handhabungsroboter mit geringerer Traglast.

Beschreibung: Manuelles Schleifenbinden kann eine mühsame Aufgabe sein, die körperliche Schäden an Arbeitern verursachen kann. Aufgrund gestiegener Nachfrage nach maßgeschneiderter Verpackung wächst Schleifenbinden an Popularität. Erstmals 2014 für Esther Price Fine Chocolates Candy Co. eingesetzt, erforderte diese schwer zu automatisierende Anwendung den kombinierten Einsatz von 3D-Simulationssoftware für präzise Programmierung und eines Hochleistungsroboters für größere Manövrierfähigkeit und Konsistenz. Ebenso waren das richtige End-of-Arm-Tooling und eine kontrollierte Umgebung für diese Anwendung kritisch, um optimale choreografierte Wiederholung zu erreichen.

Unterhaltung / Lebensmittelmontage

Anwendung/Branche: Unterhaltung, Freizeitgastronomie, Freizeitpark etc.

Robotermodell: Variiert nach Anwendung.

Beschreibung: Nicht nur helfen Industrieroboter, Konsistenz für bestimmte Aufgaben im Tagesgeschäft zu bieten, sondern sie ermöglichen auch Restaurant- und anderen Geschäftsinhabern, Gästen ein einzigartiges Erlebnis zu bieten. Von Karussellfahrten bis hin zu Eiersandwiches und Eiscreme-Ausgabe – Industrieroboter wachsen im Einsatz in der Unterhaltungswelt. Mit richtigem End-of-Arm-Tooling und korrekten Sicherheitsfeatures ausgestattet, können Roboter eine Vielzahl von Out-of-the-box-Aufgaben wie Bartending und mehr bewältigen.

Fazit

Während die Liste dieser einzigartigen Anwendungen fortgesetzt werden könnte, ist die Tatsache beeindruckend, dass Industrieroboter in nahezu jeder Branche Mehrwert für Unternehmen schaffen. Die Wahrheit: Bestimmte Anwendungen sind für Menschen extrem unsicher, was sie perfekt für Roboterautomatisierung macht. Andere Anwendungen, die monoton oder schmutzig sind, eignen sich gut für Roboter, da sie einen Bedarf füllen, wo ein Mensch die Arbeit nicht machen möchte. Wenn Sie es träumen können, kann unser Expertenteam es höchstwahrscheinlich Realität machen. Und wenn Sie auf dem Zaun stehen, ob eine bestimmte Aufgabe automatisiert werden könnte – Chancen stehen gut, es gibt einen Roboter dafür!