Industrieroboter

• Industrieroboter – was ist das?
• Wie funktionieren Industrieroboter?
• Welche Vor- und Nachteile hat die Nutzung von Industrierobotern?
• Lohnt sich die Anschaffung eines Industrieroboters?

Industrieroboter sind universelle, programmierbare Maschinen, die für die Handhabung, Montage oder Bearbeitung von Werkstücken entwickelt wurden. Sie können in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt werden, um die Produktivität zu steigern.

Der Industriesektor auf der ganzen Welt setzt zunehmend auf Roboter, um Produktivität und Effizienz zu steigern. Laut einer Studie des International Federation of Robotics (IFR) werden in den nächsten Jahren weltweit immer mehr Industrieroboter eingesetzt. In Deutschland sind bereits über 200.000 solcher Roboter im Einsatz und die Zahl wird weiter steigen. Dies ist vor allem auf die Vorteile von Industrierobotern zurückzuführen, darunter höhere Präzision, Geschwindigkeit, Wiederholbarkeit und Robustheit.

Industrieroboter – was ist das?

Industrieroboter sind hoch spezialisierte und computergesteuerte Maschinen, die in der Lage sind, präzise Bewegungen auszuführen. Diese Fähigkeit ermöglicht es ihnen, komplexe Aufgaben in der Industrie zu übernehmen, wie zum Beispiel das Bohren von Löchern oder das Schweißen von Metallteilen.
Industrieroboter werden häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen es schwierig oder gefährlich für Menschen ist, zu arbeiten. Zum Beispiel können Roboter in Bereichen eingesetzt werden, in denen giftige Chemikalien verwendet werden oder in Bereichen mit hoher Temperatur oder lautem Geräuschpegel. Darüber hinaus können sie auch präzisere Arbeiten, über die Zeit gesehen, leisten als Menschen.
Industrieroboter werden normalerweise an einer Montagelinie befestigt und verrichten ihre Aufgaben im Rahmen eines vorher festgelegten Arbeitsablaufs. In den meisten Fällen arbeiten Industrieroboter unter der Aufsicht von menschlichen Betreuern.

Wie funktionieren Industrieroboter?

Der Roboter besteht aus diversen Baugruppen, die wie folgt wären:
Die Steuerung überwacht die Bewegung und Aktionen des IR und setzt dabei eine Programmierung vor.Die Kinematik ist die physische Umsetzung der tragenden Struktur und schafft die räumliche Zuordnung zwischen Werkzeug/Werkstück und Fertigungseinrichtung. Sie besteht aus rotatorischen und translatorischen Achsen. In der Regel sind mindestens 3 Freiheitsgrade erforderlich, um jeden Raumpunkt erreichen zu können. Es sind mindestens 3 Bewegungsachsen erforderlich.

Die Antriebe bewegen die einzelnen Glieder der kinematischen Kette und bestehen aus verschiedenen Komponenten, wie Motor, Getriebe und Regelung. So setzt man beispielsweise hydraulische, pneumatische oder elektrische Antriebe ein.

Interne Sensoren sind für die Ermittlung der kinematischen Position zuständig. Sie liefern wichtige Informationen an die Steuerung, sodass Soll- und Ist-Position miteinander verglichen werden können. Zu den internen Sensoren gehören unter anderem inkrementelle Drehgeber, Interferenzmuster oder Lichtschrankenfunktionen.

Mit dem Greifsystem werden die Werkstücke fixiert und nach Bedarf bewegt. Andere Aufsätze zum Trennen oder Verbinden von Werkstücken ist ebenso möglich.

Die externe Sensorik ermöglicht Rückmeldungen über die Umgebung und gibt dem Roboter somit eine flexible Reaktion auf mögliche Veränderungen. Durch externe Sensoren, wie zum Beispiel Bildverarbeitungssysteme (z. B. Laser Lichtschnittsysteme), Triangulationssensoren, Lichtschrankenfunktionen und Ultraschallsensoren, kann der Roboter sich an unvorhergesehene Ereignisse anpassen.

Die programmgesteuerten Werkzeugwechselsysteme sind die perfekte Ergänzung für moderne Unternehmen. Durch die automatisierten Prozesse wird nicht nur Zeit, sondern auch Geld gespart. Die modular aufgebauten Schnellwechselsysteme bestehen aus mindestens einer Roboterseite und mehreren Werkzeugablagen. Je nach Einsatzgebiet können die Werkzeugwechsler mit Medienkupplungen (Wasser, Hydraulik, Luft), Elektro-Signalsteckern (LWL, Daten-Bus) und Elektro-Leistungssteckern ausgestattet werden.

Welche Vor- und Nachteile hat die Nutzung von Industrierobotern?

Industrieroboter sind eine kraftvolle Hilfe für den Menschen. Sie übernehmen präzise und schnelle Arbeiten, die wir ihnen zuweisen. Ihre Stärke und Ausdauer machen sie unersetzlich in vielen Bereichen, wo es auf Genauigkeit ankommt oder die Umgebungsbedingungen für uns Menschen gefährlich oder unangenehm wären.
Roboter sind in der Lage, einzig die ihnen zugewiesenen Aufgaben zu verrichten. Dabei kann es aber oftmals vorkommen, dass unerwartete Situationen auftreten, welche die Roboter alleine nicht lösen können. Menschliche Führung ist in diesem Fall also weiterhin unverzichtbar. Integriert man einen Roboterarm in den Arbeitsablauf des Unternehmens, sollte man bedenken, dass auch die Mitarbeiter eine entsprechende Einweisung benötigen. Diese ist zwar kostspielig, jedoch unumgänglich und letzten Endes rentabel.

Lohnt sich die Anschaffung eines Industrieroboters?

Es ist wichtig zu verstehen, ob sich die Anschaffung einer flexiblen Fertigungsanlage mit Roboter wirklich lohnt. Dafür muss man die gesamten Kosten mit denen einer konventionellen Fertigung ohne Roboter vergleichen. Neben den Anschaffungskosten für den Roboter selbst, kommen auch noch die Kosten für Peripheriegeräte, Anpassungen an vorhandene Maschinen sowie Installationskosten auf Sie zu. Auch die Planung, Inbetriebnahme, der Betrieb, die Wartung und Instandhaltung kosten Geld. Die Amortisationszeit von solchen Systemen liegt zumeist bei 3 bis 4 Jahren.