Kauf von Industrieroboter: Alles, was Sie wissen müssen

Einleitung

Industrieroboter sind für jedes Unternehmen, das sich mit der Herstellung oder dem Transport physischer Produkte befasst, eine Art Helfer mit Superkräften. Sie sind flexibel, zunehmend intelligent, einfach zu bedienen und können 24 Stunden am Tag arbeiten. Roboter machen weniger Fehler, sind makellos konsistent und können sicher mit gefährlichen Materialien und unter gefährlichen Bedingungen arbeiten.

Vor dem Hintergrund der immer schwieriger werdenden Bedingungen für Industrieunternehmen liegt der Return-on-Investment für Unternehmen, die Roboter einsetzen, in der Regel klar auf der Hand: Industrieroboter steigern die Effizienz und helfen den Unternehmen, mehr Produkte herzustellen, und sie gewährleisten dabei eine hohe Qualität. Da es sich bei Robotern um flexible Geräte handelt, die mit einer Vielzahl von Sensoren, Greifern und Komponenten für nahezu jeden Prozess ausgestattet werden können, lassen sie sich im Laufe der Zeit an die sich ändernden Anforderungen eines Unternehmens anpassen.

Die Kosteneinsparungen und Produktivitätsvorteile von Robotern übersteigen schnell die Kosten für ihre Anschaffung.
Das heißt aber nicht, dass die Kosten für die Anschaffung von Robotern trivial oder ohne Risiko sind. Für kleine oder mittlere Unternehmen kann die Entscheidung, ob sie in Industrieroboter als Teil eines Fertigungs- oder Produktionsprozesses investieren sollen oder nicht, immer noch eine schwierige Fragestellung sein.
Wie können Sie entscheiden, ob eine Investition in Roboter das Richtige für Ihr Unternehmen ist? Die folgenden Informationen sollen Ihnen dabei helfen.

Warum sollten Sie Roboter kaufen und automatisieren?

Unternehmen aller Größenordnungen entscheiden sich aus vielfältigen und zwingenden Gründen für den Einsatz von Industrierobotern zur Automatisierung ihrer Prozesse.

Was ist ein Digital Robot?

Digital Robots wie unsere eigene HORST-Plattform wurden entwickelt, um Unternehmen als "Begleiter in der Automatisierung" zu dienen. Die neueste Hardware-Technologie trifft auf die benutzerfreundlichste Software. Digital Robots wie HORST sollen Unternehmen dabei helfen, eine sehr schnelle Investitionsrendite zu erzielen, insbesondere wenn sie gerade erst mit der Automatisierung beginnen oder wenn es sich um kleinere oder mittelgroße Unternehmen handelt, die die Produktivitätsvorteile von Industrierobotern nutzen wollen, während sie wachsen.
Als Marktführer im Bereich der digitalen Robotertechnologie verfolgt fruitcore robotics die Fortschritte seiner Kunden sehr genau, und wir können mit Sicherheit sagen, dass die Vorteile von Digital Robots eindeutig sind.

Modernste Robotertechnologie: Digital Robots sind wirtschaftlich, langlebig und wartungsarm, im Gegensatz zu teureren Industrierobotern. HORST verfügt über ein patentiertes und einzigartiges Antriebssystem, das es Unternehmen ermöglicht, hohe Leistungen für industrielle Anwendungen rund um die Uhr zu erzielen, und das zu wesentlich niedrigeren Einstiegskosten.

Zentrale Steuerungssoftware: Digital Robots verfügen über eine einfach zu bedienende Steuerungssoftware, die den hohen Kostenaufwand für die Programmierung herkömmlicher Industrieroboter verringert. Einzelne Komponenten oder ganze Prozesse können über einfache, vorgefertigte Schnittstellen intuitiv bedient werden.

Vorkonfigurierte Automatisierungsmodule: Vorgefertigte Programme und Komponentensätze für typische Anwendungsfälle sowie eine Reihe von Plug-and-Play-Schnittstellen bedeuten, dass Digital Robots schnell eingerichtet werden können, um eine nahezu unbegrenzte Anzahl von Aufgaben in einem industriellen Prozess zu übernehmen.

Herkömmliche Industrieroboter im Vergleich zu Digitale Robots

In vielen Situationen bieten Digital Robots, wie sie fruitcore robotics anbietet, mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Industrierobotern.
Der Digital Robot HORST von fruitcore robotics nutzen eine patentierte Antriebstechnologie, um die Genauigkeit und Leistung eines Industrieroboters der Spitzenklasse zu einem Bruchteil der Kosten zu erreichen. Abgesehen von den Schwerlast- oder Reichweitenanforderungen in der Großproduktion sind Digital Robots unter den meisten Umständen eine ideale Automatisierungslösung, insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU).

Herkömmliche, hochentwickelte Robotersysteme sind ideal für die Automatisierung von Aufgaben in sehr großen Betrieben, in denen sich die Investition durch hohe Stückzahlen über längere Zeiträume hinweg auszahlt. Sie erfordern eine kostspielige Einrichtung, hochspezialisierte Bediener, die unter Vertrag genommen oder auf der Gehaltsliste stehen, und eine teure laufende Wartung, was bedeutet, dass sie für Unternehmen, die nicht in einem sehr großen industriellen Maßstab arbeiten, weniger nützlich sind. Mit Digital Robots lassen sich all diese Gemeinkosten reduzieren, so dass eine schnelle, positive Kapitalrendite auch für mittelgroße Unternehmen erreichbar ist.

Ein wichtiger Faktor für den schnellen Einsatz von Digital Robots ist die Software und der Service, mit dem sie ausgeliefert werden. Die Programmierung und der Betrieb von Digital Robots erfolgt über eine intuitive grafische Benutzeroberfläche, inklusive Unterstützung durch KI, und mit einem Servicemodell, das den Anwendern eine kontinuierlichen Support durch den Hersteller von der ersten Planung und Installation bis hin zum täglichen Betrieb und zur Problemlösung bietet.

Die Nachteile der traditionellen Industrieroboter

Hochwertige, hochpräzise Industrieroboter bieten maßgebliche Fähigkeiten, stellen aber kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vor Herausforderungen.

Die erheblichen Vorabinvestitionen, einschließlich der Kosten für den Roboter, die Spezialwerkzeuge und die Integration, können begrenzte Kapitalressourcen extrem belasten. Die Implementierung dieser Roboter ist komplex und erfordert Fachwissen in den Bereichen Programmierung, Systemintegration und Personalschulung, woran es KMUs oft mangelt. Wartungs- und Supportkosten erhöhen die finanzielle Belastung, und es kann schwierig sein, qualifiziertes Personal für die Bedienung und Programmierung zu finden.

Darüber hinaus kann die Unflexibilität von High-End-Robotern, die für bestimmte Aufgaben optimiert sind, nicht mit den unterschiedlichen Produktionsanforderungen von KMUs übereinstimmen. Die Abhängigkeit von einer begrenzten Anzahl von Zulieferern mit großen Betrieben und typischerweise langen Lieferketten und langen Vorlaufzeiten für Komponenten sind weitere Probleme, was bedeutet, dass es für KMU schwierig sein kann, eine mit größeren Unternehmen vergleichbare Kostenwirksamkeit und Effizienz zu erreichen.

Trotz ihrer Präzision und Leistung sind High-End-Roboter für KMU nicht immer eine machbare oder praktische Wahl.

Die Nachteile von Cobots

Kollaborationsroboter (Cobots) bieten Vorteile wie Flexibilität und Sicherheit, haben aber auch einige Nachteile. Ihre begrenzte Nutzlast und Geschwindigkeit machen sie ungeeignet für Aufgaben, die schweres Heben oder Hochgeschwindigkeitsoperationen erfordern, wobei der Betrieb mit hoher Geschwindigkeit normalerweise einer der Hauptgründe ist, warum Unternehmen überhaupt in einen Industrieroboter investieren würden.

Die höheren Anschaffungskosten von Cobots können ein Hindernis für KMU mit begrenzten Budgets darstellen. Außerdem haben Cobots im Vergleich zu herkömmlichen Industrierobotern eine geringere Reichweite und einen kleineren Arbeitsbereich, was ihre Anwendbarkeit in bestimmten Umgebungen einschränkt.

Sicherheitserwägungen sind bei Cobots von größter Bedeutung, da sie mit Menschen zusammenarbeiten und potenzielle Risiken wie Kollisionen  bergen. Ihre Abhängigkeit von der menschlichen Interaktion führt natürlich zu Schwankungen und Ineffizienzen in den Produktionsprozessen. Integrationsprobleme und komplexere Wartungsanforderungen erschweren die Einführung von diesen Robotern zusätzlich. Trotz dieser Nachteile können Cobots unter bestimmten Umständen Vorteile in Bezug auf Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit bieten, was sie zu wertvollen Automatisierungslösungen für Unternehmen macht, die bereit sind, ihre Eignung sorgfältig zu prüfen und in eine angemessene Implementierung und Schulung zu investieren.

Wie Roboter in der Fertigung eingesetzt werden

Industrieroboter werden in der Fertigung in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt, von der Automobil- und Elektronikindustrie bis hin zur Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Sie führen eine Vielzahl von Aufgaben aus, darunter Montage, Schweißen, Lackieren, Verpacken und Materialhandhabung, um nur einige zu nennen.
In größeren Betrieben arbeiten Roboter in der Regel neben Fördersystemen und anderen automatisierten Anlagen und fügen sich nahtlos in die Produktionslinie ein, um Prozesse zu rationalisieren und menschliche Eingriffe zu minimieren. Sie können rund um die Uhr arbeiten, wodurch sich die Zykluszeiten verkürzen und sich der Durchsatz bei gleichbleibender Präzision und Genauigkeit erhöht.
Aufgrund des technischen Fortschritts und der Verfügbarkeit erschwinglicher und benutzerfreundlicher Robotersysteme werden Industrieroboter zunehmend auch für KMU im Fertigungssektor zugänglich.
KMU setzen Roboter häufig ein, um Aufgaben wie Pick-and-Place-Vorgänge, Maschinenbeschickung, Verpackung und Qualitätskontrolle zu automatisieren. KMU arbeiten in der Regel mit Robotern, die in flexiblen Fertigungsumgebungen eingesetzt werden können, wo sie schnell an veränderte Produktionsanforderungen angepasst werden können und ein vielfältiges und veränderliches Produktportfolio verarbeiten können. Dies ist vor allem im Zusammenhang mit Kunststoffen nützlich, wo sich die Anforderungen schnell ändern können und die Losgrößen klein sein können.

Der Einsatz von Robotern in Labors

Roboter und die sie begleitenden Systeme bilden nicht nur selbst eine aktive Grundlage für die laufende akademische Forschung, sondern werden auch als vielseitige und präzise Werkzeuge für die Durchführung sich wiederholender, komplexer und hochpräziser Aufgaben in kontrollierten medizinischen und Laborumgebungen eingesetzt.
Ihre Aufgaben können die Handhabung von Proben, chemische und biologische Analysen, Materialtests oder die Montage von Prototypen umfassen. In der Forschung werden Roboter in der Laborautomatisierung eingesetzt, um große Mengen von Proben zu untersuchen, vorzubereiten und zu platzieren, um das Tempo von Experimenten zu erhöhen und gleichzeitig Fehler zu reduzieren.
Industrieroboter werden auch in Laboratorien im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten für das Prototyping und Testen neuer Technologien und Produkte eingesetzt. Sie können Teile zusammenbauen, in der Qualitätskontrolle eingesetzt werden und bei Leistungstests helfen, um die Iteration und Verfeinerung von Designs zu beschleunigen.

Wie Roboter in der Ausbildung eingesetzt werden

Industrieroboter sind wertvolle Werkzeuge um die verschiedene Aspekte der Robotik, Automatisierung und  der Technik zu vermitteln. Man findet Roboter auf allen Bildungsebenen, von der Grundschule bis zur Universität, sowie in der Ausbildung und in Lehrlingsausbildungsprogrammen privater Unternehmen. In diesen Kontexten vermitteln Roboter den Schülern praktische Erfahrungen und Kenntnisse in der Robotik.

Als wichtiger praktischer Bestandteil der MINT-Ausbildung lernen die Schüler grundlegende Konzepte wie Automatisierung und Roboterdesign, Programmierung und Steuerung.

An Hochschulen werden Industrieroboter in Ingenieur-, Mechatronik- und Robotikkurse integriert und können sowohl in der Forschung als auch in der Ausbildung eingesetzt werden. Roboter ermöglichen das Lernen in den Bereichen Kinematik, Dynamik, Steuerungssysteme, industrielle Anwendungen, Roboter-Programmiersprachen, Simulationssoftware und natürlich die Roboter-Hardware-Plattformen selbst.

In zunehmendem Maße, insbesondere mit digitalen Roboterplattformen wie unseren eigenen HORST Plattformen, sind Roboter auch Lernhilfen in den Bereichen Internet of things, fortgeschrittene Daten und Analytik sowie KI.

Wie hoch sind die Energiekosten von Industrierobotern?

Industrieroboter, die im Dauerbetrieb laufen, verbrauchen natürlich Strom. Wie viel genau, hängt davon ab, wie viel sie sich bewegen, welche Nutzlasten sie bewältigen und wie lange sie arbeiten.

Es gibt eine Reihe von Maßnahmen, die Betreiber von Robotern ergreifen können, um ihren Energieverbrauch zu minimieren, was sich im Laufe der Zeit zu erheblichen Einsparungen summieren kann.
Durch den Einsatz von Energieüberwachungstools lassen sich beispielsweise Möglichkeiten zur Optimierung der Roboternutzung ermitteln, um den Energieverbrauch zu minimieren. Auch die Verfeinerung der Programmierung eines Roboters kann zu Energieeinsparungen führen, z. B. durch die Verringerung von Momenten mit hoher Beschleunigung und Abbremsung.

Die Wahl von Robotern, die von Anfang an auf Energieeffizienz ausgelegt sind, ist der einfachste Weg, um die Energiekosten für ihren Betrieb zu minimieren. Dazu gehören Faktoren wie die Energieeffizienz des Antriebssystems, des Getriebes und der Komponenten des Roboters.

Welche Rolle spielt die KI in der Robotik?

Grundsätzlich ist KI schon seit langem ein Teil des Betriebs von Industrierobotern. Heutzutage bringt das Aufkommen von generativer KI und Large Language Models (LLMs) einen neue Art von KI hervor.

Das maschinelle Lernen spielt bei der Weiterentwicklung von Industrierobotern schon lange eine Rolle und ermöglicht die fortschrittlichen Algorithmen, mit denen die Roboter heute dynamisch auf Sensorfeedback reagieren. Bildverarbeitungssysteme ermöglichen es Robotern, ihre Umgebung zu erkennen und das Gesehene zu interpretieren, seien es Objekte oder Muster. Dies ist besonders wichtig für Roboter, die z. B. mit Qualitätskontrollen oder Montageaufgaben betraut sind. KI kann es Robotern sogar ermöglichen, direkt mit Menschen zu interagieren. Maschinelles Sehen und natürliche Sprachverarbeitung (NLP) bedeuten, dass sie menschliche Gesten oder Sprache verstehen und darauf reagieren können.

Generative KI kann äußerst hilfreich sein, um Roboterbediener in Echtzeit zu unterstützen. Unsere eigene zentrale Steuerungssoftware horstOS verfügt über einen KI-Copiloten, der den Bedienern bei der Erstellung und Optimierung ihrer Programme hilft.

Nehmen Industrieroboter den Menschen die Arbeitsplätze weg?

Viele Menschen befürchten, dass Industrieroboter eine Bedrohung für die Arbeitsplätze und den Lebensunterhalt von menschlichen Arbeitnehmern darstellen. Diese Befürchtung besteht schon seit Jahrzehnten, aber auch heute noch kann diese Angst die Entscheidungsfindung von Unternehmern beeinflussen, wenn sie abwägen, ob sie in Roboter investieren sollen: Wie wird sich die Investition in Roboter auf ihre geschätzten Mitarbeiter auswirken?

Die Wahrheit ist, dass Studien zeigen, dass Industrieroboter in vielerlei Hinsicht einen positiven Einfluss auf menschliche Arbeitskräfte haben. Diese Tatsache wird allmählich auch von der breiten Bevölkerung anerkannt, wie eine von fruitcore robotics in Deutschland durchgeführte Umfrage zeigt.

Industrieroboter bringen erhebliche Vorteile für die Effizienz, Produktivität und Rentabilität eines Unternehmens. Dies sichert nicht nur das Überleben des Unternehmens in einem wettbewerbsintensiven globalen Markt, sondern ermöglicht es dem Unternehmen, zu wachsen und somit mehr statt weniger Arbeitsplätze zu schaffen. Gleichzeitig bietet die Einführung der Automatisierung selbst die Möglichkeit, vorhandene Arbeitskräfte umzuschulen und weiterzubilden.

Industrieroboter machen auch das Arbeitsleben für die Menschen in ihrer Umgebung sicherer, da sie anstrengende und gefährliche Aufgaben für sie erledigen, so dass sich die Menschen auf wertschöpfende Aufgaben konzentrieren können.

Diese Vorteile ergeben sich vor dem Hintergrund eines Arbeitskräfte- und Fachkräftemangels, von dem die meisten Industrieländer betroffen sind. Schlagzeilen mögen den Eindruck erwecken, dass Roboter menschliche Arbeitskräfte zu ersetzen drohen, doch die Wahrheit ist genau das Gegenteil: Industrieroboter sind für KMU zu einem wichtigen Mittel geworden, um ihre Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten, die Beschäftigung zu steigern und den Fachkräftemangel zu überwinden.

Ist es wichtig, wo Ihre Roboter hergestellt werden?

In der heutigen Welt unterbrochener Lieferketten, wachsender Konflikte, wirtschaftlicher Unsicherheit und zunehmender Cyberkriminalität haben alle Unternehmen sehr gute Gründe, ihre wichtigen Automatisierungsinvestitionen so lokal wie möglich zu tätigen.

Viele Roboterhersteller sind entweder an sehr weit entfernten Orten angesiedelt oder sie sind sehr stark von Komponentenlieferketten abhängig, die ebenso weit reichen. Wenn Ihr Unternehmen beispielsweise in Europa tätig ist, können Sie die Anschaffungskosten für neue Industrieroboter durch den Kauf bei asiatischen Herstellern leicht senken. Allerdings ist Ihr Unternehmen dadurch an potenziell sehr lange Vorlaufzeiten, Lieferverzögerungen, höhere Wartungskosten und potenziell schwierigere Support- und Kommunikationskanäle gebunden.

Ein weiterer Faktor ist die Sicherung der Daten und Betriebssysteme Ihrer Roboter nach der Installation. Europa hat inzwischen die strengsten Datenschutzbestimmungen der Welt, und die Unternehmen müssen sicherstellen, dass die von ihnen verwendeten vernetzten Systeme diesen Standards entsprechen und gegen die ständig wachsende Gefahr von Cyberangriffen geschützt sind.

Roboter für jeden Zweck: Wie Sie Roboter für sich arbeiten lassen können

Viele KMU sträuben sich gegen die Automatisierung, weil sie annehmen, dass ihre Prozesse zu einzigartig sind, als dass sie von Robotern problemlos bewältigt werden könnten. Vielleicht handelt es sich um sehr individuelle oder heikle Prozesse, die durch mühsames Ausprobieren entstanden sind, und es scheint unvorstellbar, dass Roboter diese besonderen Umstände bei der Skalierung auf größere Mengen unterstützen könnten.

Die Industrieroboter von heute sind jedoch unglaublich flexibel. Digital Robots sind als kosteneffiziente und in hohem Maße anpassbare Lösung für skalierende Unternehmen konzipiert. Neben KI-gesteuerten und einfach zu bedienenden Betriebssystemen wird von Anfang an eine praktische Beratung angeboten, um die Machbarkeit der Automatisierung in jeder Situation zu bewerten. Die Lösungen werden dann in Form von modularisierten Kits bereitgestellt, die zusammengebaut, verkabelt, programmiert und konfiguriert, um schnell in Betrieb genommen werden zu können.

Es ist sogar möglich, diesen Service kurzfristig zu mieten, damit die Unternehmen die Systeme testen und sicherstellen können, dass sie die gewünschten Ergebnisse erzielen.

Beispiele für den Einsatz von Robotern in KMU

Eine Vielzahl von KMU setzt Industrieroboter auf unterschiedliche Weise ein. Es gibt so viele spezifische Aufgaben für Roboter, wie es Dinge gibt, die von verschiedenen Unternehmen produziert werden.

Hier einige Beispiele zum Nachlesen.

CyFa-Tech.ch Fertigungslösungen
Dieses kleine Schweizer Unternehmen - nur sechs Mitarbeiter - ist auf CNC-Drehen, -Fräsen und -Messen spezialisiert und stellt Komponenten für andere Fertigungsprozesse her. Sie setzten ein HORST System ein, um das Be- und Entladen ihrer CNC-Fräsmaschine zu managen, wodurch sich ihre Produktionsleistung verdoppelte und der Umsatz drastisch stieg. Der HORST-Roboter hat sich innerhalb von drei Monaten amortisiert.