Standardisierte Robotermodelle werden mittlerweile in Serie gefertigt und sind daher leichter verfügbar, um die stetig steigende Nachfrage zu decken. Diese Roboter sind einfacher zu handhaben und eignen sich besser für eine Plug-and-Play-Installation.

Roboter verändern die Fertigungsindustrie grundlegend. Sie sind dafür konzipiert, Materialien zu transportieren und eine Vielzahl programmierter Aufgaben in der Produktion auszuführen. Häufig werden sie für Tätigkeiten eingesetzt, die für Menschen gefährlich oder ungeeignet sind, wie beispielsweise monotone Arbeiten, die Langeweile verursachen und aufgrund von Unaufmerksamkeit zu Verletzungen führen können.

Industrieroboter verbessern die Produktqualität deutlich. Anwendungen werden präzise und mit höchster Wiederholgenauigkeit ausgeführt. Diese Zuverlässigkeit ist auf anderem Wege kaum zu erreichen. Roboter werden regelmäßig modernisiert, doch einige der präzisesten Roboter von heute weisen eine Wiederholgenauigkeit von +/- 0,02 mm auf. Zudem erhöhen Roboter die Sicherheit am Arbeitsplatz.

Die Nachteile der Roboterintegration in Unternehmen liegen in den hohen Anfangskosten. Auch der laufende Wartungsaufwand kann die Gesamtkosten erhöhen. Langfristig gesehen ist der ROI jedoch so hoch, dass Fertigungsroboter eine lohnende Investition darstellen.

Die Materialhandhabung ist mit 38 % der am häufigsten eingesetzten Industrieroboter deren häufigstes Anwendungsgebiet. Materialhandhabungsroboter automatisieren einige der eintönigsten, monotonsten und gefährlichsten Aufgaben in einer Produktionslinie. Der Begriff Materialhandhabung umfasst eine Vielzahl von Produktbewegungen in der Fertigungshalle, wie z. B. Teileauswahl, Teiletransport, Verpackung, Palettierung, Be- und Entladung sowie Maschinenbeschickung.

Mit dem Einsatz kostengünstiger kollaborativer Roboter (Cobots) in der Fertigung – ab etwa 20.000 US-Dollar – wächst das Potenzial, Produktionslinien grundlegend zu verändern. Dank Fortschritten in der Sensor- und Bildverarbeitungstechnologie sowie der Rechenleistung hält eine leichtere, mobile Generation von Cobots Einzug in die Produktionshallen und arbeitet sicher Seite an Seite mit den Mitarbeitern. Sollte ein Mitarbeiter in den Weg geraten, stoppt der Roboter automatisch und verhindert so einen Unfall.

29 % der in der Fertigung eingesetzten Roboter sind Schweißroboter. Dieses Segment umfasst hauptsächlich Punkt- und Lichtbogenschweißen. Immer mehr kleinere Hersteller integrieren Schweißroboter in ihre Fertigungslinien. Die Kosten für Schweißroboter sinken, wodurch die Automatisierung von Schweißprozessen erleichtert wird.

Der Roboter kann durch ein vordefiniertes Programm gesteuert, mittels Bildverarbeitung geführt oder eine Kombination beider Methoden nutzen. Die Vorteile des Roboterschweißens haben sich als Technologie erwiesen, die vielen Herstellern hilft, Präzision, Wiederholgenauigkeit und Produktionsleistung zu steigern.

Schweißroboter bieten Effizienz, Reichweite, Geschwindigkeit, Tragfähigkeit und verbesserte Leistung beim Schweißen von Teilen aller Formen und Größen; und sie unterstützen eine breite Palette intelligenter Funktionen wie sofort einsatzbereite Robotervision und Kollisionsvermeidung.

Montagevorgänge umfassen 10 % der in der Fertigung eingesetzten Roboter, darunter Befestigen, Einpressen, Einsetzen und Demontieren. Diese Kategorie von Roboteranwendungen hat sich aufgrund der Einführung verschiedener Technologien wie Kraft- und Drehmomentsensoren sowie taktiler Sensoren, die dem Roboter zusätzliche Wahrnehmungen ermöglichen, verringert.

Bei der Montage von Bauteilen arbeiten Montageroboter schneller und präziser als Menschen, und Standardwerkzeuge lassen sich schneller installieren als Spezialmaschinen. Ein Montageroboter ist leicht umkonfigurierbar und stellt eine risikoarme Investition dar, die gleichzeitig die Anforderungen von Fertigung, Qualität und Finanzen erfüllt.

Montageroboter können mit Bildverarbeitungssystemen und Kraftsensoren ausgestattet werden. Das Bildverarbeitungssystem führt den Roboter zur Aufnahme eines Bauteils von einem Förderband und reduziert oder eliminiert so die Notwendigkeit einer präzisen Positionierung des Teils. Die visuelle Unterstützung ermöglicht es dem Roboter, ein Teil zu drehen oder zu bewegen, um es passgenau mit einem anderen Teil zu verbinden. Die Kraftmessung unterstützt Montagevorgänge wie das Einsetzen von Teilen und gibt der Robotersteuerung Rückmeldung darüber, wie gut die Teile zusammenpassen oder wie viel Kraft angewendet wird. Zusammengenommen machen diese Sensortechnologien Montageroboter noch kosteneffizienter.

Dosierroboter werden zum Lackieren, Kleben, Auftragen von Klebstoffen und Sprühen eingesetzt. Nur 4 % der im Einsatz befindlichen Roboter sind für das Dosieren zuständig. Dosierroboter ermöglichen eine präzisere Platzierung von Flüssigkeiten, darunter Bögen, Raupen, Kreise und zeitlich abgestimmte, wiederholte Punkte. Zu den Vorteilen eines Dosierroboters zählen kürzere Fertigungszeiten, gleichbleibende Genauigkeit auch auf rauen und unebenen Oberflächen sowie eine verbesserte Produktqualität.

Dosierroboter sind für ein- und zweikomponentige Materialien erhältlich. Das XYZ-Portalrobotersystem trägt Klebstoffe, Dichtstoffe und Schmierstoffe präzise und wiederholgenau direkt auf die Bauteile auf. Es eignet sich für Anwendungen mit hoher Nutzlast und hoher Geschwindigkeit.

Diese Roboter können zum Herstellen von Dichtungen vor Ort, zum Auftragen von Klebstoffen und zum Sprühen von Beschichtungen eingesetzt werden.

Die Hauptkomponenten eines automatisierten Dosiersystems sind der PC, der Roboter und die Dosierventilkomponenten. Der Roboter führt ein Computerprogramm aus, um Flüssigkeit in einem bestimmten Muster aus dem Ventil auf ein Werkstück zu dosieren.

Die Flüssigkeit wird über ein Ventilsystem dosiert, das berührungslos oder kontaktbehaftet arbeiten kann. Bei der kontaktbehafteten Dosierung muss die Dosierspitze nahe am Werkstück positioniert werden. Systeme mit CCD-Kamera können das Dosierprogramm automatisch an jedes Werkstück anpassen und so Abweichungen in Position und Ausrichtung ausgleichen. Dazu vergleicht die Software die aktuelle Werkstückposition mit einer Referenzposition, die als Bilddatei im Programm gespeichert ist (Abweichung maximal 2,5 mm). Erkennt der Roboter eine Abweichung in der X- und Y-Position und/oder im Drehwinkel des Werkstücks, korrigiert er den Dosierpfad entsprechend.

Viele Hersteller bearbeiten ihre Produkte durch Schleifen, Schneiden, Entgraten, Polieren oder Fräsen. Materialabtragsroboter können Oberflächen verfeinern – von der punktgenauen Materialabtragung bei kleinen Teilen wie Schmuck bis hin zur Glättung von Stahl durch aggressive, abrasive Verfahren. Die robotergestützte Materialabtragung perfektioniert nicht nur die Produkte eines Unternehmens, sondern verkürzt auch die Zykluszeiten und erhöht die Produktionsrate, was Kosten spart. Durch die Automatisierung der Materialabtragsprozesse erhöhen Hersteller die Sicherheit in ihren Betrieben, indem sie die Mitarbeiter vor gesundheitsschädlichem Staub und Dämpfen schützen, die bei der Materialabtragung entstehen.

Roboterbasierte Inspektionssysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung, da Bildverarbeitungssysteme immer leistungsfähiger und flexibler werden. Sie ermöglichen die Fehlererkennung an Bauteilen und gewährleisten so deren korrekte Montage. Das Bildverarbeitungssystem erkennt und prüft ein Bauteil präzise. Besonders wichtig ist es für Systemintegratoren, eine hohe Positionsgenauigkeit zu gewährleisten und diese Informationen schnell an den Roboter zurückzumelden.

Robotergestützte Inspektionssysteme messen heutzutage Bauteile, doch mit zunehmend engeren Toleranzen wird es immer schwieriger, diese einzuhalten. Der Roboter geht daher von der Überprüfung der Bauteilpräsenz zur tatsächlichen Vermessung über.

Fertigungsroboter sind heute erschwinglicher denn je. Standardisierte Robotermodelle werden in Serie gefertigt und sind daher leichter verfügbar, um die stetig steigende Nachfrage zu decken. Diese Roboter sind einfacher zu bedienen und lassen sich schnell und unkompliziert installieren. Sie sind so konzipiert, dass sie leichter miteinander kommunizieren können, was die Montage in der Produktion vereinfacht, da die resultierenden Systeme zuverlässiger und flexibler sind. Fertigungsroboter sind für komplexere Aufgaben und vielfältige Einsatzmöglichkeiten in unterschiedlichen Fertigungsumgebungen ausgelegt. Roboter sind die Zukunft der Fertigung.