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Robotik in der Fertigung ist auf dem Vormarsch

Da Industrieroboter immer schneller, intelligenter und billiger werden, beginnen immer mehr Unternehmen, diese Technologie in ihre Produktion zu integrieren.

Das bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass Roboter in der Fertigung den Menschen ersetzen. Es stimmt zwar, dass einige der eher unerwünschten Arbeitsplätze von Maschinen besetzt werden, aber dieser Trend hat auch einige positive Auswirkungen auf die Fertigungsindustrie. In diesem Beitrag geben wir einen kurzen Überblick darüber, wie Roboter in der Fertigung eingesetzt werden, um die Industrielandschaft zu verändern, indem sie die Produktivität und Präzision erhöhen und gleichzeitig die Mitarbeiter vor unsicheren Arbeitsumgebungen schützen.

© Michal Jarmoluk, pixabay.com

Überblick über Roboter in der Fertigung

Fabriken begannen in den frühen 1960er-Jahren, Roboter in der Fertigung einzusetzen, um einige der gefährlicheren oder alltäglichen Aufgaben zu erledigen, die Menschen nicht erledigen wollten. Sie erfüllten jedoch nicht nur unerwünschte Fabrikjobs, sondern erledigten die Arbeit mit nie da gewesener Geschwindigkeit und Präzision. Heute führen Roboter alle Arten von Aufgaben aus und können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden, wie z. B.:
  • Art der Bewegung
  • Anwendung
  • Architektur
Da die Arbeitskosten steigen und der Wettbewerb um Niedriglohnstandorte in Übersee zunimmt, setzen immer mehr Hersteller Robotertechnologien ein. In der Tat sind 90 Prozent aller modernen Roboter in Fabriken zu finden.

Arten von Robotern

Es gibt sechs Haupttypen von Robotern, die für verschiedene Aufgaben eingesetzt werden, darunter:
  1. Knickarmroboter 
    Knickarmroboter haben Drehgelenke, die einen vollen Bewegungsumfang ermöglichen. Dadurch können sie sehr präzise und kontrollierte Bewegungen mit erhöhter Flexibilität und Geschicklichkeit ausführen.

  2. Kartesische Roboter
    Kartesische Roboter, auch bekannt als Portalroboter, haben drei lineare Gelenke, die sich entlang verschiedener Achsen (X, Y und Z) bewegen. Diese einzigartige, starre Struktur ermöglicht einfache Bewegungen mit hoher Präzision und Wiederholgenauigkeit. Da sie keine umfangreichen Bewegungen erfordern, gehören sie zu den günstigsten Industrierobotern. Diese Vorteile machen kartesische Roboter ideal für Anwendungen am Fließband, wie z. B. das Aufnehmen und Bewegen von Gegenständen.

  3. Zylindrische Roboter
    Wie der Name schon sagt, haben zylindrische Roboter einen zylindrischen Arbeitsbereich. Sie besitzen einen Roboterarm, der über ein einziges Gelenk mit einer Basis verbunden ist, wobei ein weiteres Lineargelenk die Glieder des Arms verbindet. Diese Maschinen verfügen über einen einzelnen Roboterarm, der sich nach oben, unten und um eine zylindrische Stange bewegt. Wie die kartesische Robotik werden zylindrische Roboter häufig für Montagevorgänge und Punktschweißen verwendet, sind aber aufgrund ihrer Fähigkeit, sich schneller zwischen den erforderlichen Punkten zu bewegen, meist vorzuziehen.

  4. Sphärische Roboter
    Sphärische Roboter gehören zu den ersten Industrierobotern, die jemals in Fabriken eingesetzt wurden. Sie sind eine komplexere Variante der kartesischen und zylindrischen Roboter. Sie können Aufgaben ausführen, die eine Bewegung in einem dreidimensionalen Raum erfordern, da sie einen Roboterarm haben, der über ein Drehgelenk mit einer Basis verbunden ist. Hierdurch erhält der Mechanismus einen kugelförmigen Arbeitsbereich.

  5. Selective Compliance Assembly Roboterarm (SCARA)
    Selective Compliance Assembly Roboterarm (kurz SCARA) haben Arme, die den menschlichen Handgelenken ähneln und deren Gelenke sowohl vertikale als auch horizontale Bewegungen ausführen können. Das "Handgelenk"-ähnliche Anhängsel hat eine begrenzte Bewegung, wodurch es sich ideal für Montagearbeiten, wie Pick-and-Place, Verpackungsarbeiten und andere Materialhandhabungsanwendungen eignet.

  6. Delta-Roboter
    Delta-Roboter bestehen aus gelenkigen Parallelogrammen, die mit einer einzigen Basis verbunden sind. Sie haben ein spinnenartiges Aussehen und führen feine, präzise Bewegungen aus, die in der Lebensmittel-, Pharma- und Elektronikindustrie nützlich sind. Sie können sich stark wiederholende Aufgaben, wie z. B. die Montage von Kleinteilen, jedes Mal schnell und präzise ausführen. Da solche sich wiederholenden Bewegungen bekanntermaßen bei menschlichen Mitarbeitern über einen längeren Zeitraum Muskel-Skelett-Erkrankungen verursachen, sind Delta-Roboter nicht nur wegen ihrer Effizienz, sondern auch im Hinblick auf die Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter von Vorteil.
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Welche Aufgaben übernehmen Industrieroboter?

Aufgrund der großen Vielfalt der Robotik und ihrer Fähigkeiten haben Industrieroboter zahlreiche Anwendungen in der Fertigung. Typischerweise werden Roboter in der Fertigungsindustrie benötigt für:
  • Schweißen
  • Lackieren
  • Bestücken & Platzieren
  • Verpacken & Etikettieren
  • Montage & Demontage
  • Produkt-Prüfung
  • Palettieren
  • Polieren
  • Schleifen
Alle diese Anwendungen werden mit einer Geschwindigkeit und Präzision durchgeführt, die von manueller Arbeit nicht erreicht werden kann. Gerade bei spanabhebenden Bearbeitungsverfahren bei Metallen sind Roboter von Ferrpol.de elementar geworden.

Welche Industrien setzen die Roboterautomation ein?
Mit den kontinuierlichen Fortschritten in der Roboterautomation entwickelt sich die Industrierobotik zu einem einflussreichen Akteur auf dem globalen Markt. Hier sind einige der Branchen, in denen die Automatisierung für mehr Effizienz, Produktivität und Präzision eingesetzt wird, siehe auch die Einsatzmöglichkeiten von Ferrpol.de

Automobilindustrie
Die Automobilindustrie hat der Automatisierung viel zu verdanken. Seit über 50 Jahren wird in der Automobilindustrie die Roboterautomatisierung im Fließbandprozess und bei der Produktprüfung eingesetzt. In vielen Automobilwerken arbeiten neben Robotern auch menschliche Mitarbeiter, um die Produktion zu beschleunigen. Da Roboter flexibler sind und sich nicht ausruhen müssen, können sie die gleichen monotonen Aufgaben mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit ausführen.

Elektronikfertigung
Hersteller müssen mit der ständigen Nachfrage nach Smartphones, Flachbildfernsehern und anderer Elektronik Schritt halten. Dies ist mithilfe von Automatisierungstechnik möglich. Diese Art von Robotern ist in der Lage, die Produktion in den Fabrikhallen zu steigern, ohne dass wertvoller Platz benötigt wird. In dieser Branche werden Roboter speziell wegen ihrer Variabilität bei der Aufgabenerledigung und ihrer Fähigkeit, neben den Mitarbeitern zu arbeiten, eingesetzt.

Medizin
Die medizinische Gemeinschaft hat von den Fortschritten in der Roboterautomatisierung stark profitiert. Roboter helfen nun Chirurgen bei Operationen, die besondere Präzision erfordern. In einem Szenario führte ein chirurgischer halbautonomer Roboter Operationen besser durch als die menschlichen Chirurgen, mit höherer Präzision und weniger Schäden am umliegenden Gewebe. Wenn selbst das Blut, das durch die Hand eines Chirurgen pumpt, die Präzision einer Operation beeinflussen kann, kann die Genauigkeit von Robotern höhere Erfolgsquoten bei heiklen medizinischen Eingriffen gewährleisten.

Lebensmittelherstellung
Roboter in der Lebensmittel- und Getränkeherstellung tragen zur Verbesserung der Produktqualität bei, indem sie durch den Einsatz von Bildverarbeitungssensoren und -kameras sowie verarbeitender Hard- und Softwarealgorithmen Fehler im Produktionsprozess erkennen. Das Ergebnis ist eine bessere, gleichbleibende Qualität der Lebensmittel und eine höhere Sicherheit für die Verbraucher.

Landwirtschaft
In der Landwirtschaft wird die Robotik eingesetzt, um die Produktivität zu steigern und gleichzeitig die Kosten zu senken. Mit Sensortechnologie können Landwirte Krankheiten und Schädlinge überwachen, die sich negativ auf die Ernteerträge auswirken. Automatisierte Systeme, die Arbeitsgänge wie Beschneiden, Sprühen und Unkrautentfernung ausführen, werden immer beliebter.

Technik | Digitalisierung, 16.07.2021

     
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