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Collaborative Robotics
automation blog

So wählen Sie einen Roboter für eine intelligente Fabrik aus

Veröffentlicht am 2021-04-02 14:42:23 UTC in Collaborative Robotics

Wer eine intelligente Fabrik plant, muss bei der Auswahl möglicher Robotiklösungen sorgfältig vorgehen. Soll es ein Industrieroboter oder ein kollaborativer Roboter (Cobot) sein? Oder ein autonomer mobiler Roboter (AMR) oder ein SCARA-Roboter (Selective Compliance Assembly Robot Arm)? Die Antwort hängt von Ihren spezifischen Anforderungen ab.
Aus dem BerichtWorld Robotics 2020 Industrial Robots geht hervor, dass die Anzahl von Industrierobotern in den letzten fünf Jahren weltweit um 85 % gestiegen ist. Und trotz der vorherrschenden Pandemie bleiben die Verkaufszahlen hoch. Zudem werden Roboter immer vielfältiger eingesetzt. Die Zusammenarbeit zwischen Menschen und Robotern steht weit oben auf der Agenda vieler CEOs, die die Arbeitsbelastung der Mitarbeiter reduzieren, Effizienz und Sicherheit erhöhen und Prozesse verbessern möchten.

Beispiele für Robotertypen

Aber woher wissen Sie, welche Robotiklösungen Sie wählen sollten? Roboter unterscheiden sich je nach Technologie, Typ, Struktur und Anwendung. Dazu gehören stationäre Roboter, AMRs (die in vielen Fabriken spurgebundene Systeme ersetzen), Standard-Industrieroboter (die normalerweise unabhängig arbeiten, statt mit Menschen zu interagieren) und Cobots (die Menschen zum Beispiel bei der Warenentnahme aus Kisten oder beim Nachfüllen unterstützen können).
Zu den verschiedenen kinematischen Arten gehören kartesische, SCARA-, Gelenkarm- und Delta- bzw. Parallelroboter. Kartesische Roboter eignen sich neben der Montage von Kleinteilen auch für den Transport sehr langer Teile, etwa Hängekrane in Produktionshallen. SCARA-Roboter arbeiten viel schneller als kartesische Roboter. Sie eignen sich für Pick-and-Place-Anwendungen und andere Verarbeitungsprozesse mit geringer Nutzlast (z. B. für die Montage, den Verpackungsbereich oder den Materialtransport). Gelenkarmroboter (oder Knickarmroboter) werden häufig in prozessintensiven Anwendungen wie Schweißen, Lackieren, Anbringen von Klebstoffen, Montage oder Materialhandhabung eingesetzt. Delta- oder Parallelroboter unterstützen häufig Anwendungen, bei denen Produkte während des Pick-and-Place-Prozesses auf derselben Oberfläche verbleiben. Der wartungsarme Parallelroboter ist eine Deckenmontagelösung und eignet sich für Hochgeschwindigkeitsanwendungen sowie für Produkte mit geringem Gewicht.

Auswählen eines Roboters

Die Wahl eines Roboters hängt von Ihrem Standort, Ihrem Produktionsfokus und Ihren individuellen Bedürfnissen ab. Die Reichweite, Belastbarkeit, Bewegungsanforderungen, Erweiterbarkeit und Interaktion mit Technologien wie künstlicher Intelligenz (KI) oder Bildverarbeitung können Einfluss darauf haben, welcher Roboter am besten für Sie geeignet ist. Sie sollten sich unter anderem folgende Fragen stellen:

  • Welche Produkte müssen hergestellt bzw. verarbeitet werden und wie?
  • Welche Bewegungsabläufe sollte der Roboter durchführen?
  • Welche Distanzen muss er zurücklegen?
  • Soll der Roboter durch interne Fachleute oder einen Maschinenbediener gesteuert werden?
  • Welche Art der Teilefertigung und welcher Durchsatz sind erforderlich? (Geht es hauptsächlich um Wiederholgenauigkeit oder um Präzision?)
Ein zusätzlicher Punkt, den Sie berücksichtigen sollten, ist die Bildverarbeitung. Diese wird immer wichtiger, um die Produktivität der Roboterautomatisierung zu steigern. Bildverarbeitungssysteme erhöhen die Flexibilität und senken die Kosten, weil keine Teile repariert werden müssen. Eine in das Robotersystem integrierte Vision-Lösung ermöglicht auch die gleichzeitige Inspektion von Teilen während des Bearbeitungsprozesses, was Zykluszeiten reduziert und den Durchsatz erhöht.

Feststehend oder flexibel?

Eine weitere Schlüsselfrage lautet: Wäre ein fest montiertes System oder ein flexibler Cobot besser?
Fest montierte Roboter bieten hohe Geschwindigkeiten, Präzision, Reprogrammierbarkeit, Sicherheit und Hochleistungstechnologie. Allerdings werden Fachleute benötigt, um die Roboter, die auch deutlich mehr Platz benötigen, umzuprogrammieren. Für Unternehmen mit kurzen Produktionszyklen und Durchlaufzeiten eignen sich unter Umständen herkömmliche Montageroboter besser, da sie schneller arbeiten.
Cobots sind einfacher zu bedienen und ideal für Szenarien mit hoher Produktvielfalt und geringen Stückzahlen. Sie bieten integrierte Sicherheit, können mit Mitarbeitern zusammenarbeiten und sind flexibler und mobiler. Sie sind auch viel einfacher zu programmieren und ihre Software ist intuitiver zu verstehen, sodass in der Regel keine externen Spezialisten benötigt werden. Sie können zudem auf mobilen Robotern montiert werden. Cobots sind deutlich langsamer, besonders bei der Zusammenarbeit mit Menschen. Sie sind jedoch sicherer, wenn sie in der Nähe von Menschen betrieben werden.
Eine weitere wichtige Überlegung betrifft die Konnektivität. Zum Beispiel können die Cobots von OMRON leicht mit Maschinen-Controllern verbunden werden und verfügen über eine integrierte Bildverarbeitungstechnologie mit verschiedenen Kameraoptionen. Alle Maschineninformationen sind über die Controller zugänglich. Der Cobot sollte auch in der Lage sein mit Technologien von Drittanbietern zu kommunizieren, um zusätzliche Flexibilität zu ermöglichen.
Bedenken Sie abschließend auch die Rendite. Feststehende, komplexere Roboter erfordern in der Regel Schulungen und externes Know-how. Zudem benötigen sie oft zusätzliche Hardware für ihre umfangreicheren Aufgaben und zu ihrem Schutz (z. B. Lichtschranken oder Arbeitszellen). Cobots wie die der TM-Reihe von OMRON bieten leichtere Online-Tutorials und eine schnelle Inbetriebnahme. Außerdem lassen sie sich leichter und kostengünstiger erweitern und sorgen so auch für kürzere Amortisationszeiten.

Fazit

Traditionelle Industrieroboter eignen sich häufig besser für schnelle, hochpräzise Montageanwendungen. Cobots sind ideal für die Palettierung, Maschinenwartung, Materialhandhabung, Maschinenbeladung, Kommissionierung, Verpackung und Prüfung geeignet. Durch sie wird eine Lücke im Robotikmarkt für Anwendungen geschlossen, bei denen Flexibilität wichtiger ist als Geschwindigkeit.
Es gibt jedoch keine Technologie, die sich für jede Anwendung eignet. Daher sind sowohl ein detaillierter Anforderungskatalog als auch feste Projektziele für ein erfolgreiches Robotikprojekt unerlässlich. Für Echtzeitanwendungen wird auch der Einsatz von KI immer wichtiger. Produktionslinien und -geräte werden mit Echtzeit-Sensoren überwacht, die Daten mit hoher Geschwindigkeit erfasst und verarbeitet, um Abweichungen schnell zu erkennen. Wenn Sie Roboter einsetzen möchten, um künftige Herausforderungen zu meistern, ist jetzt die Zeit, einen Robotikpartner zu finden, der Ihren Anforderungen gerecht wird – ganz gleich, wie diese aussehen. Weitere Informationen zu Robotiklösungen

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  • Peter Lange

    Peter Lange

    Business Development Manager Robotics, Omron Europe