Viele Alltagsprodukte bestehen aus kleineren Bauteilen. Diese Produkte müssen montiert werden, um funktionsfähig zu sein. Traditionell war dafür menschliche Arbeitskraft erforderlich. Fortschritte in der Robotertechnologie machen Montageroboter zu einer Option für Hersteller, die ihre Produktionslinien optimieren möchten.

Eine Herausforderung für Hersteller, die neu im Bereich Automatisierung sind, besteht darin, zu erkennen, wann sich eine Automatisierung lohnt. Zudem können Hersteller oft von hohen Renditen ihrer Investitionen in Robotik profitieren. In diesem Artikel erfahren Sie, wann die Automatisierung Ihres Montageprozesses sinnvoll ist, wo Sie Renditen erzielen können und wie Sie damit beginnen.

In diesem Artikel:

• Welche Branchen setzen Montageroboter ein?
• Wann sollte der Montageprozess automatisiert werden?
• Wie man den richtigen Montageroboter auswählt
• Kostenüberlegungen

Welche Branchen setzen Montageroboter ein?

Montierte Produkte finden in einer Vielzahl von Branchen Anwendung. Aus diesem Grund werden Montageroboter in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. Diese Roboter können sowohl kleine Leiterplattenbauteile als auch schwere Fahrzeugrahmen montieren. Hier einige Beispiele für Branchen, die heute Montageroboter verwenden:

• Automobil
• Medizinisch
• Elektronik
• Metallunternehmen
• Kunststoffunternehmen
• Lebensmittel- und Getränkeunternehmen

Dies sind nur einige Beispiele. Jeder Hersteller, der Komponenten zusammenbaut, könnte diese Technologie potenziell nutzen. Doch welche Vorteile bietet die automatisierte Montage?

Vorteile der Automatisierung des Montageprozesses

Unternehmen entscheiden sich aus verschiedenen Gründen häufig für die Automatisierung des Montageprozesses:

• Erhöhter Durchsatz
• Sicherheit und Ergonomie
• Erhöhte Wiederholbarkeit

Wann sollte der Montageprozess automatisiert werden?

Für Unternehmen, die neu im Bereich der Automatisierung sind, kann die Frage nach dem richtigen Zeitpunkt eine Herausforderung darstellen. Investitionsprojekte bergen immer Risiken. Zu verstehen, wann der richtige Zeitpunkt für die Automatisierung gekommen ist, kann Ihnen mehr Sicherheit bei der Umsetzung eines Roboterprojekts geben. Unternehmen automatisieren Montageprozesse typischerweise in folgenden Szenarien:

• Sie erfordern einen erhöhten Durchsatz.
• Die Aufgabe ist gefährlich oder kann zu Verletzungen führen.
• Sie müssen die Gemeinkosten senken.
• Sie erleben eine uneinheitliche Produktionsqualität.

Durchsatz

Roboter sind menschlichen Arbeitskräften oft deutlich überlegen. Montagearbeiten bilden da keine Ausnahme. Hersteller, die Produkte montieren, müssen häufig hohe Produktionsvorgaben erfüllen. Montageroboter sind eine Möglichkeit, ein höheres Produktionsvolumen zu erreichen. Hersteller stoßen häufig auf Engpässe. Dabei verlangsamt ein bestimmter Prozessschritt die Gesamtproduktivität des gesamten Prozesses. Ein Beispiel hierfür findet sich in einer Abfüllanlage. Auf einer bestimmten Linie müssen Flaschen befüllt, verschlossen und etikettiert werden. Angenommen, der Verschließprozess erfolgt manuell und erreicht derzeit nur eine Leistung von 45 Teilen pro Minute (ppm). Der Rest der Linie könnte jedoch potenziell 120 ppm erreichen. Durch die Automatisierung des Verschließprozesses lässt sich dieses zusätzliche Potenzial der Linie freisetzen. Dies führt zu höheren Einnahmen für Ihr Unternehmen.

Sicherheit

Ein Grund für die Automatisierung in Unternehmen liegt darin, dass Montagearbeiten zu Verletzungen führen können. Dies gilt insbesondere für sehr große oder sehr kleine Bauteile. Schwere Bauteile bergen offensichtliche Sicherheitsrisiken. Bediener können sich beim Bewegen großer Teile verletzen. Auch kleine Teile stellen ein Risiko dar. Die Leiterplattenbestückung ist ein gutes Beispiel für die Sicherheitsrisiken durch Kleinteile. Häufige ergonomische Verletzungen sind:

• Augenbelastung
• Muskelzerrung
• Einatmen von Dämpfen
• Aufprall

Montageroboter eliminieren das Verletzungsrisiko für Bediener bei diesen Tätigkeiten. Durch die Vermeidung von Ausfallzeiten, medizinischen Kosten und Bußgeldern im Zusammenhang mit Arbeitsunfällen lassen sich Kosten einsparen.

Kostenreduzierung

Montagelinien verursachen zahlreiche Kosten. Der Hauptkostenfaktor sind die Lohnkosten. Diese können je nach Land schwanken, sind aber stets ein wesentlicher Kostenfaktor. Hinzu kommen Rohstoffkosten sowie versteckte Kosten. Zu diesen versteckten Kosten zählen Schulungskosten, Produktionsausfälle durch Ausfallzeiten und in manchen Fällen auch Gesundheitskosten. Vollautomatisierte Montagelinien eliminieren die Lohn- und versteckten Kosten, da Roboter weder Gehälter noch Sozialleistungen benötigen. Dies führt zu einer schlankeren und effizienteren Produktion. Viele Hersteller setzen diese Arbeitskräfte für schwerer zu automatisierende Aufgaben ein, bei denen sie produktiver arbeiten können.

Ein Roboter verursacht hohe Anschaffungskosten und während seiner gesamten Lebensdauer Wartungskosten. Im Idealfall amortisieren sich Roboterprojekte jedoch innerhalb von 12 bis 18 Monaten. Dies gilt insbesondere für standardisierte Automatisierungsprojekte mit bewährten Roboterlösungen. Experimentelle oder komplexe Automatisierungsprojekte bergen das Risiko, diese Amortisationsziele nicht zu erreichen. Es ist wichtig, diese Bedenken mit Ihrem Systemintegrator zu besprechen, um Ihr Risiko zu verstehen.

Gleichbleibende Produktionsqualität

Automatisierte Systeme sind in ihren Bewegungen wiederholbarer als Menschen. Ihre hohe Leistungsfähigkeit verdanken sie ihrer Programmierung. Roboter sind so konstruiert, dass sie vorgegebenen Anweisungen folgen. Bei vorhersehbaren und sich wiederholenden Aufgaben können Roboter ihre Stärken voll ausspielen. Diese Eigenschaft ermöglicht es ihnen, konsistentere Produkte herzustellen. Das bedeutet weniger Fehler und weniger Produkte, die die Qualitätskontrolle nicht bestehen.

Wie man den richtigen Montageroboter auswählt

Unterschiedliche Montageaufgaben stellen unterschiedliche Anforderungen. Diese Anforderungen bestimmen häufig die Auswahl des Roboters. Glücklicherweise ist jeder Robotertyp montagefähig. Allerdings kann nicht jeder Roboter jede Montageaufgabe ausführen. Zu den Schlüsselfaktoren für die Roboterwahl gehören:

• Montagekomplexität
• Nutzlast und Reichweite
• Geschwindigkeit

Komplexe Baugruppen, die Flexibilität erfordern, eignen sich hervorragend für Sechs-Achs-Roboter. Dies liegt an ihrem außergewöhnlichen Bewegungsspielraum und ihrer Fähigkeit, auch schwierige Winkel zu erreichen. Kollaborative Roboter sind ein Beispiel für Sechs-Achs-Roboter, die in der Nähe von Menschen eingesetzt werden können.

Anwendungen mit hoher Nutzlast und/oder großer Reichweite stellen die meisten Robotertypen vor große Herausforderungen. Varianten wie Delta- und SCARA-Roboter sind oft kleiner und weniger leistungsstark. Sie eignen sich besser für kleinere Anwendungen. Es ist entscheidend, die für die jeweilige Aufgabe benötigte Nutzlast und Reichweite zu kennen. Fehler in diesem Bereich können teuer werden.

Die für die Aufgabenerledigung erforderliche Geschwindigkeit ist ein weiterer wichtiger Faktor. Alle Roboter können schnell sein. Einige Robotertypen gehören in puncto Geschwindigkeit definitiv zur Spitzengruppe. Ein Delta-Roboter ist hierfür ein perfektes Beispiel. Aufgrund seiner Bauweise erreicht er höchste Geschwindigkeiten und reagiert extrem schnell auf Richtungsänderungen. Er eignet sich hervorragend für Anwendungen mit geringer Nutzlast und hoher Geschwindigkeit. Für sehr schnelle Anwendungen ist ein Cobot weniger geeignet, da seine Geschwindigkeit aus Sicherheitsgründen in der Regel begrenzt ist.

Sie haben Schwierigkeiten bei der Entscheidung, welcher Roboter der richtige für Sie ist? Unser Netzwerk unabhängiger Berater kann Ihnen bei der richtigen Wahl helfen.

Kostenüberlegungen

Schließlich müssen Sie entscheiden, ob der Preis angemessen ist. Die Kosten für Montagerobotersysteme können stark variieren und reichen von etwa 10.000 US-Dollar bis weit über 100.000 US-Dollar. Zu den wichtigsten Faktoren zählen:

• Projektkomplexität
• Robotertyp, Marke und Größe
• Sicherheitsanforderungen

Komplexere Projekte sind stets kostspieliger. Sie erfordern unter Umständen mehrere Roboter, Bildverarbeitungssysteme oder die Integration in bestehende Anlagen. Dies bedeutet mehr Hardware und Arbeitsaufwand für die Systemintegration. Die Kosten variieren je nach Hersteller und Robotertyp. Zudem steigen die Kosten mit zunehmender Robotergröße. Große Montageaufgaben erfordern größere und teurere Anlagen. Zusätzliche Sicherheitsausrüstung wird bei der Kostenkalkulation oft vernachlässigt. Roboter können für Menschen gefährlich sein. Daher muss die Sicherheitsausrüstung eingesetzt werden, um die Bediener vor diesen Gefahren zu schützen. Zu den Sicherheitskosten gehören beispielsweise:

• Sicherheitskäfige
• Lichtvorhänge
• Sicherheitsscanner
• Sicherheitsrelais und Verriegelungen
• Spezielle Sicherheits-SPS