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.

Was sind Industrieroboter?

Seit der industriellen Revolution haben Unternehmen nach Möglichkeiten gesucht, Maschinen zur Automatisierung von Prozessen einzusetzen, die mit menschlichen Händen weit weniger effizient wären. Dies geschah in Form von Maschinen, die einfache, schrittweise Prozesse schneller, konsequenter, kontinuierlicher und in größeren Mengen durchführen konnten, als es ein Team von Menschen tun könnte. Im Laufe der Zeit wurden diese Maschinen immer komplexer und leistungsfähiger, und aneinander gereiht konnten sie große Teile vieler industrieller Arbeitsabläufe automatisieren. Aber diese Maschinen sind keine Industrieroboter.

Ein Industrieroboter ist dadurch definiert, dass er programmierbar ist. Er kann in einen Prozess eingefügt werden und dank seiner Flexibilität bei der Bewegung entlang mehrerer Achsen so programmiert werden, dass er eine Vielzahl von Aufgaben in einer Vielzahl von Umgebungen ausführt. Wichtig ist, dass sie jederzeit umprogrammiert werden können, um sich an veränderte Anforderungen anzupassen.
Industrieroboter gibt es in einer Vielzahl von Formen (mehr dazu weiter unten), aber alle bieten jedem Unternehmen, das Waren in großen Mengen herstellen oder transportieren will, eine unkomplizierte Investitionsrendite.

Produktivität

Die Automatisierung durch Industrieroboter steigert die Effizienz und Produktivität, indem sie die Produktion beschleunigt und die Vorlaufzeiten verkürzt. Und wenn sie erst einmal in Betrieb sind, können die Roboter ohne Pausen kontinuierlich arbeiten, was zu einem schnelleren Durchsatz und einem höheren Produktionsniveau führt.

Qualität

Industrieroboter verbessern die Qualität und Konsistenz von Produkten, indem sie sich wiederholende Aufgaben mit Präzision ausführen. Fehler in den Fertigungsprozessen werden minimiert, was zu qualitativ hochwertigeren Produkten führt, die den strengen Normen und den Erwartungen der Kunden entsprechen.

Herausforderungen im Bereich Arbeit

Der Einsatz von Robotern bei der Automatisierung hilft Unternehmen bei der Bewältigung von Problemen, die sich aus dem Fachkräftemangel ergeben können, und trägt dazu bei, andere personalbezogene Herausforderungen und Kosten zu verringern, die durch Einstellungsverfahren, Schulungen und den Umgang mit Personalfluktuation entstehen. Durch die Automatisierung sich wiederholender oder körperlich anstrengender Aufgaben können Unternehmen menschliche Arbeitskräfte für wertvollere Aufgaben einsetzen, die kein Roboter erledigen kann: Verkauf, Problemlösung, Kundendienst, kreative Arbeit oder strategische Planung.

Sicherheit

Industrieroboter können gefährliche Aufgaben ausführen und gefährliche Materialien handhaben und so das Risiko von Arbeitsunfällen und Verletzungen verringern. Dies schützt nicht nur die Mitarbeiter, sondern minimiert auch potenzielle Verbindlichkeiten und Kosten, wie z. B. Fortbildungsmaßnahmen für Mitarbeiter oder Versicherungskosten für das Unternehmen.

Wettbewerbsfähigkeit

Die Automatisierung mit Industrierobotern ermöglicht es Unternehmen, auf dem globalen Markt wettbewerbsfähig zu bleiben, indem sie die Herstellungskosten durch verbesserte Effizienz, geringere Ausschussraten und optimale Nutzung der Ressourcen senken. Diese Kosteneffizienz ermöglicht es den Unternehmen, zu wettbewerbsfähigen Preisen anzubieten und gleichzeitig ihre Gewinnspannen beizubehalten. Dies gilt insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen, zumal die Gesamtkosten für Roboterlösungen im Laufe der Zeit gesunken sind und flexible Leasingoptionen und modulare Lösungen verfügbar sind, die eine einfache Integration auch in sehr individuelle Arbeitsabläufe ermöglichen.

Wie viel kosten Industrieroboter ?

Die Antwort auf diese Frage hängt sehr stark von der Art des Roboters, der Komplexität seiner Anwendung und des Prozesses, in den er integriert wird, den verwendeten Anbaugeräten und Peripheriegeräten und dem Umfang der menschlichen Fähigkeiten ab, die für die Einrichtung und Bedienung erforderlich sind. Nicht zu vergessen sind auch die Energiekosten, die laufenden Kosten wie Schulung und Versicherung sowie die Kosten für Wartung und Entsorgung.

Da es viele Variablen gibt, können die Preise von einigen zehntausend bis hin zu hohen sechsstelligen Beträgen reichen.

Letztlich sind die Lebensdauerkosten von Industrierobotern jedoch etwas, das für jedes Unternehmen ganz spezifisch ist. Hersteller wie fruitcore robotics können die Bedürfnisse eines Unternehmens genau analysieren und ihm dabei helfen, die Gesamtkosten zu verstehen, die Zeit bis zu einer positiven Kapitalrendite zu berechnen und die kostengünstigsten Lösungen zu empfehlen. Das kann sogar eine Leasing-Option beinhalten, um den Unternehmen Zeit zu geben, ihre Automatisierungslösung zu bewerten, bevor sie sich zu einer langfristigen Investition verpflichten.

Einen detaillierteren Überblick über die Kosten von Industrierobotern finden Sie in unserem White Paper zu diesem Thema .

Delta-Roboter

Diese Roboter sind so konzipiert, dass sie sehr schnell, aber in einem begrenzten Arbeitsbereich arbeiten. Der Hauptkörper der Maschine und der größte Teil ihres Gewichts befinden sich über drei oder vier schlanken Armen. Diese Arme sind in der Lage, empfindlichere Aufgaben schnell auszuführen, z. B. Pick-and-Place-Operationen beim Zusammenbau von Produkten oder beim Verpacken von Artikeln in der Lebensmittel- oder Elektronikindustrie. Sie sind in ihrer Bewegung auf einen kegelförmigen Bereich unter der Maschine beschränkt und können keine schweren Materialien handhaben, weshalb sie nur für kleine, leichte Anwendungen geeignet sind.

SCARA-Roboter

Ein SCARA-Roboter (Selective Compliance Articulated Robot Arm) ist ein gängiger Robotertyp, der sich innerhalb seines Aktionsradius bewegen kann, um Objekte in einer begrenzten horizontalen Ebene schnell zu manipulieren. Sie sind zwar oft kleiner und billiger als andere Formen von Industrierobotern, aber sie können sich nicht entlang der Z-Achse bewegen. Stellen Sie sich vor, Sie benutzen Ihren Ellbogen und Ihr Handgelenk, aber Ihre Schulter ist blockiert, um Ihren Arm immer horizontal zu halten. Sie können sehr schnell und beständig sein, aber ihr Anwendungsbereich ist begrenzt.

Mobile Roboter

Diese Roboter sind mit Rädern oder Raupen - oder sogar mit Beinen - ausgestattet, die es ihnen ermöglichen, sich autonom in einer Anlage zu bewegen. Sie werden für Aufgaben wie den Materialtransport, die Bestandsverwaltung und die Überwachung in Lagern und Fabriken eingesetzt. Zu den Beispielen gehören Flachbett- oder Gabelstaplerfahrzeuge, die eine Reihe von Sensoren nutzen, um in einem Lagerhaus zu manövrieren, bis hin zu hochmodernen Maschinen wie den Beinrobotern Spot und Atlas von Boston Dynamics, obwohl die praktischen Anwendungsfälle für solche Maschinen - ganz zu schweigen von der Investitionsrendite - für die meisten noch unklar sind.

Vollständig gelenkige Industrieroboter

Die flexibelste und am weitesten verbreitete Form von Industrierobotern sind die vollgelenkigen Arme mit sechs Bewegungsachsen, die dem Bewegungsumfang der menschlichen Arme sehr nahe kommen. Diese Roboter können so programmiert werden, dass sie eine Vielzahl von Aufgaben ausführen können. Es gibt drei große Kategorien von voll beweglichen Roboterarmen:

Hochpräzisions- oder Nutzlastroboter: Maschinen mit hochentwickelten Motor- und Getriebesystemen, die schwere Lasten schultern oder eine sehr hohe Präzision erreichen sollen, oder beides. Diese Art von Industrierobotern ist z. B. in der Automobilherstellung, bei der Handhabung sperriger Materialien, beim Palettieren oder beim Be- und Entladen schwerer Maschinenteile zu finden. Dank der hochpräzisen Motor- und Getriebetechnik sind diese Industrieroboter in der Lage, extrem genaue Bewegungen auszuführen, die bei der Präzisionsmontage, bei komplizierten Bearbeitungen oder bei der feinfühligen Manipulation von Teilen eingesetzt werden. Aufgrund des hohen technischen Aufwands sind die Kosten für Anschaffung und Wartung jedoch hoch, so dass sie für kleine und mittlere Unternehmen weniger geeignet sind.

Kollaborationsroboter (Cobots): Cobots kombinieren die Vielseitigkeit von Gelenkarmen mit kollaborativen Fähigkeiten und sind so konstruiert, dass sie sicher an der Seite menschlicher Bediener arbeiten können, ohne dass ein Sicherheitszaun erforderlich ist. Sie werden in Anwendungen wie Montage, Inspektion und Verpackung eingesetzt, wo die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter die Effizienz und Flexibilität in der Produktion erhöht. Cobots sind mit fortschrittlichen Sensoren und Steuerungssystemen ausgestattet, um sicherzustellen, dass sie in der Nähe von Menschen sicher arbeiten können. Das bedeutet, dass sie in der Regel teurer sind und mit viel geringeren Geschwindigkeiten arbeiten als andere Roboter.

Digital Robots: Vollständig gelenkige Sechs-Achsen-Roboter, die für den schnellen Einsatz in der Fertigung entwickelt wurden, in Kombination mit benutzerfreundlicher Software, die ohne oder mit nur wenig Code auskommt und die Einstiegshürde für Unternehmen, die ihre Arbeitsabläufe automatisieren wollen, drastisch senkt. Digital Robots zeichnen sich dadurch aus, dass sie innovative, kostengünstigere Antriebssysteme als die teuren Hochpräzisionsroboter der Großindustrie verwenden und gleichzeitig die erheblichen Kosten- und Geschwindigkeitseinschränkungen der Cobots vermeiden. Ein hochgradig modularer Ansatz und vorgefertigte Programme helfen Unternehmen, Digital Robots schnell einzusetzen, während sie durch ein Roboter-as-a-Service-Betriebsmodell und flexible "Rent-a-Robot"-Mietbedingungen unterstützt werden.

Kognitive Roboter: Roboter mit unterschiedlichen Formfaktoren - von mobilen Maschinen mit Rädern und Gelenkarmen bis hin zu zweibeinigen Humanoiden -, die sich durch eine Vielzahl von Sensoren und fortschrittlichen KI-Funktionen auszeichnen, die es ihnen ermöglichen, ihre Umgebung auf menschenähnliche Weise wahrzunehmen, zu lernen und mit ihr zu interagieren. Kognitive Roboter können sich an dynamische oder unvorhersehbare Situationen anpassen, Lösungen finden und eigenständig Entscheidungen treffen, ohne dass eine zusätzliche Programmierung erforderlich ist. Ein wesentliches Merkmal kognitiver Roboter ist ihre Fähigkeit, über die Verarbeitung natürlicher Sprache und die Erkennung von Gesten mit Menschen zu interagieren; sie können mit Menschen in Dialog treten und Befehle verstehen.

Was sind die Anwendungsbereiche von Industrierobotern?

Industrieroboter, insbesondere extrem flexible Systeme wie Digital Robots, können für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt werden. Wenn Sie einen industriellen Prozess haben, stehen die Chancen gut, dass ein Roboter Ihnen schnelle Produktivitätssteigerungen und einen positiven ROI in kurzer Zeit bringen kann. Hier sind einige Beispiele:

- Be- und Entladen von Maschinen
- Teilevereinzelung
- Qualitätskontrolle
- Kleben und Dosieren
- Montage
- Pick & Place
Erfahren Sie hier mehr über diese Anwendungen .

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 werden Roboter betrieben?

Industrieroboter werden technisch durch eine Kombination aus Hardware, Software und menschlichem Einsatz betrieben. Der Prozess beginnt mit der Auswahl und Installation des geeigneten Robotermodells für die jeweilige Aufgabe. Die Betreiber konfigurieren dann die Hardwarekomponenten des Roboters - Motoren, Sensoren, Endeffektoren und Sicherheitsfunktionen - um optimale Leistung und Sicherheit zu gewährleisten.

Die Programmierung des Roboters ist ein entscheidender Schritt, denn sie umfasst die Erstellung von Anweisungen, die die Aktionen des Roboters für die jeweilige Aufgabe und die Umgebung, in der er sich befindet, vorgeben. Diese Programmierung kann mit verschiedenen Methoden erfolgen und variiert von Roboterhersteller zu Roboterhersteller, umfasst aber in der Regel die Verwendung von Offline-Software und einer beliebigen Programmiersprache. Sogenannte Teach-Pendants sind eine gängige Schnittstelle für die Roboterprogrammierung. Dabei handelt es sich um ein, in der Regel, Panel, mit dem dem Roboter seine Aktionen Schritt für Schritt vor Ort im Arbeitsbereich "beigebracht" werden.

Traditionell war die Programmierung von Robotern daher eine Aufgabe hochqualifizierter Spezialisten, obwohl sich dies mit dem Aufkommen von Digital Robots und ihrer einfacheren, KI-gesteuerten Betriebssysteme, die nicht unbedingt spezielle Programmierkenntnisse erfordern, rasch ändert.
Sobald der Roboter in Betrieb genommen und in den Fertigungsablauf integriert ist, überwachen die Nutzer die Leistung des Roboters und optimieren ihn weiter oder beheben auftretende Probleme. Sie führen auch regelmäßige Wartungsaufgaben wie Schmierung, Neukalibrierung und Austausch von Teilen durch - in welchem Umfang dies erforderlich ist, hängt stark von der Art und Komplexität des eingesetzten Roboters ab.

Ein Haupthindernis für Unternehmen, die von Robotern und Automatisierung in ihren Arbeitsabläufen profitieren würden, sind die traditionell sehr hohen Kosten für die technischen und programmiertechnischen Fähigkeiten, die für die Integration und den Betrieb der Systeme erforderlich sind.

Die Vorstellung, dass diese Kosten zusätzlich zum Preis der Systeme selbst anfallen, veranlasst viele Unternehmen, sich gegen eine Investition in die Robotik zu entscheiden. Mit dem Aufkommen von Technologien wie Cloud Computing, IoT, digitalen Zwillingen und jetzt auch KI nehmen die intelligenten Softwareplattformen, die zur Programmierung und zum Betrieb von Industrierobotern verwendet werden, jedoch einen Großteil dieser Last ab.
Die von den verschiedenen Roboterherstellern verwendeten Programmiersprachen und Betriebssysteme sind sehr unterschiedlich und oft proprietär mit eigenen Schulungs- und Zertifizierungsprogrammen. Ein entscheidendes Merkmal der Digital Robots ist jedoch, dass sie die Automatisierung durch ihre Einfachheit, digitale Konnektivität und Kosteneffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Industrierobotern revolutionieren. Sie sind so konzipiert, dass sie für eine breite Palette von Anwendungen ohne umfangreiche Robotikschulung eingesetzt werden können, was sie auch für KMUs zugänglich macht.
Software-Schnittstellen für digitale Roboter sind so konzipiert, dass sie so einfach wie ein Smartphone zu bedienen sind, so dass keine komplexen Programmierkenntnisse erforderlich sind und eine einfache Einrichtung und Bedienung über Touchscreens möglich ist. Digital Robots bilden ganze Anwendungen durch digitale Zwillinge ab, was die Einrichtung und den Betrieb beschleunigt und alle integrierten Komponenten innerhalb des Robotersystems miteinander verbindet. Da diese neue Art von Software gleichzeitig mit den Robotern selbst entwickelt wurde, basieren sie nicht auf älteren Technologien, die zu zusätzlicher Komplexität und dem Bedarf an teurem Spezialwissen führen.
Digital Robot Software profitiert außerdem von kontinuierlichen Over-the-Air-Updates als Teil des Servicepakets, das mit diesen Robotern angeboten wird.

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.

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.

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 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.

Wie einfach ist es, Roboter einzurichten und zu betreiben?

Die Einfachheit - und damit die Zeit und die Kosten - der Einrichtung von Industrierobotern hängt stark von den Aufgaben ab, die sie ausführen. Die Einrichtung von relativ einfachen Pick-and-Place-Funktionen sollte zum Beispiel einfach sein. Schweißanwendungen werden etwas komplexer sein, da eine größere Anzahl von Variablen und Rückkopplungssteuerungen erforderlich sind. Für sehr spezielle Aufgaben, z. B. bei der Herstellung von Prototypen oder bei Experimenten im Rahmen von Forschung und Entwicklung, können maßgeschneiderte Greifer und neuartige Sensoren erforderlich sein.

Bei all diesen Anwendungen spielt es eine große Rolle, inwieweit der Roboterhersteller Schulungen, Unterstützung und schlüsselfertige Lösungen für die Integration von Robotern anbietet. Einige Unternehmen bieten ein breites Spektrum an laufender Unterstützung an, vor allem, wenn sie kleinere Unternehmen beliefern, während andere es gewohnt sind, mit größeren Kunden zu arbeiten, die bereits über beträchtliche Ressourcen für den Roboterbetrieb verfügen, um die Installation zu verwalten.
Digital Robots sind so konzipiert, dass sie so einfach wie nur möglich zu integrieren und schnell zu verwenden sind, mit einem Plug-and-Play-Ansatz für modularisierte Produkte und Dienstleistungen.

Wir haben hier ein nützliches Whitepaper für diejenigen, die gerade erst mit der Automatisierung beginnen.

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.

Wie Roboter den ROI steigern und Geld sparen?

Immer mehr Unternehmen erkennen die Bedeutung der Automatisierung, nicht nur Großkonzerne, sondern auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Allerdings haben Themen wie die wahrgenommene Komplexität und hohe Anschaffungskosten die breite Akzeptanz gebremst.

Nur 19 % der KMU in der verarbeitenden Industrie setzten im Jahr 2021 Industrieroboter ein, was einem Wachstum von nur drei Prozent in den letzten drei Jahren entspricht. Über alle Branchen hinweg setzen nur 4 % der KMU Industrieroboter ein.

Der Grund dafür ist, dass die Einführung traditioneller Industrieroboter in der Vergangenheit erhebliche Investitionen mit schmerzhaft langen Amortisationszeiten bedeutete. Erfreulicherweise senken neue Entwicklungen wie Digital Robots diese Kosten - und die Zeit bis zur Amortisation - drastisch.

Cobots werden oft als eine Möglichkeit gesehen, die Komplexität der Implementierung neuer Robotiklösungen zu reduzieren, aber sie sind in der Regel sehr teuer und - was am wichtigsten ist - sehr langsam. Digital Robots hingegen sind zu einem Bruchteil der Kosten erhältlich und bieten eine mit herkömmlichen Robotern vergleichbare Leistung, während sie die Automatisierung mit benutzerfreundlicher Software, KI-Integration und wesentlich kostengünstigeren Antriebssystemen vereinfachen.

So belaufen sich die Lebenszykluskosten eines Digital Robots über einen Zeitraum von zehn Jahren auf etwa 86.000 $/80.000 €, verglichen mit mindestens 325.000 $/300.000 € für einen herkömmlichen Industrieroboter.
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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.

Die Zukunft der Automatisierung

Industrieroboter steigern die Effizienz, Produktivität und Rentabilität und fördern das Unternehmenswachstum und die Schaffung von Arbeitsplätzen. Sie erhöhen die Sicherheit am Arbeitsplatz, indem sie anstrengende Aufgaben übernehmen, und bieten Umschulungsmöglichkeiten für Arbeitnehmer.

In Zeiten des Arbeitskräftemangels helfen Roboter den KMU, ihre Produktivität aufrechtzuerhalten und wettbewerbsfähig zu bleiben, und widerlegen den Mythos, dass sie menschliche Arbeitskräfte ersetzen. Angesichts von Unterbrechungen der Lieferkette und wirtschaftlicher Unsicherheiten sind lokale Investitionen in die Automatisierung von entscheidender Bedeutung. Auch wenn asiatische Hersteller niedrigere Anfangskosten haben, müssen europäische Unternehmen mit langen Vorlaufzeiten, Verzögerungen, höheren Wartungskosten und Kommunikationsproblemen rechnen.

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.

Fragen Sie einen Experten

Manchmal reicht es nicht aus, im Internet zu lesen, um alle Ihre Fragen zu beantworten.
fruitcore hat es sich zur Aufgabe gemacht, Unternehmen dabei zu helfen, mit intelligenten Automatisierungssystemen große Schritte nach vorne zu machen. Und wir sind hier, um Ihnen zu helfen. Ob wir nun die richtige Lösung für Sie sind oder nicht, wir sind bereit, Ihnen zu helfen, die Vor- und Nachteile von Industrierobotern für Ihr Unternehmen zu verstehen.

Kauf von Industrierobotern: Alles, was Sie wissen müssen