Viele moderne Hersteller erzielen erhebliche Produktivitätssteigerungen durch die Automatisierung ihrer Materialhandhabung. Allerdings ist nicht immer klar, was genau unter Materialhandhabung zu verstehen ist und wie Roboter diese Anwendungen unterstützen. Bevor Sie also mit der Automatisierung Ihrer Materialhandhabungsroboter beginnen, ist es unerlässlich zu verstehen, was Materialroboter sind, welche Optionen Ihnen zur Verfügung stehen und in welchen Anwendungsbereichen sie üblicherweise eingesetzt werden, um erfolgreich zu sein.

Was machen Materialhandhabungsroboter?

Materialhandhabung ist ein Oberbegriff für eine Gruppe zusammenhängender Aufgaben, die das Manipulieren, Übertragen oder Transportieren von Gegenständen von einem Ort oder einer Ausrichtung zu einem anderen umfassen. Diese Gegenstände können sein:

1. Kisten
2. Teile
3. Speisen oder Getränke
4. Komponenten
5. Behälter

Die Materialhandhabung ist ein entscheidender Prozess, der den gesamten Fertigungsprozess miteinander verbindet. Beispielsweise können Materialhandhabungsaufgaben an ein und derselben Maschine anfallen. So muss unter Umständen ein Roboter oder Bediener ein Werkstück während eines laufenden Prozesses neu ausrichten. Alternativ muss eine Komponente von einer Station zur anderen transportiert werden. Die Materialhandhabung umfasst den Transport dieser Teile von ihrem jeweiligen Standort zum Bestimmungsort.

Gängige Anwendungen von Materialhandhabungsrobotern

Es gibt verschiedene Anwendungen, die Hersteller als Materialhandhabungsanwendungen kategorisieren. Das Hauptziel einer Materialhandhabungsaufgabe ist es, ein Bauteil von einem Ort oder einer Ausrichtung zu einem anderen zu bewegen. Häufig ist die Materialhandhabung eine Teilaufgabe einer umfassenderen Anwendung. Beispielsweise kann eine automatisierte Schweißanlage eine Materialhandhabungskomponente enthalten. Vor dem Schweißen kann eine Maschine das Bauteil dem Schweißroboter zuführen. Nach dem Schweißen kann ein Roboter das Bauteil auf ein Förderband übertragen. Beide Fälle sind Beispiele für Materialhandhabung. Weitere Beispiele sind:

1. CNC-Maschinenbedienung
2. Pressenhandhabung
3. Behälterkommissionierung
4. Palettierung
5. Montage
6. Teileübertragung
7. Verpackung

Welche Branchen setzen Materialhandhabungsroboter ein?

Materialhandhabungsroboter finden sich in nahezu allen Branchen. Da sie für Hersteller zu den Standardaufgaben gehören, ist es schwer, eine Branche zu finden, die keine Materialhandhabungsroboter einsetzt. Zu den gängigen Anwendungsbereichen dieser Roboter zählen:

1. Luft- und Raumfahrt
2. Automobilindustrie
3. Schweißen
4. Metalle
5. Kunststoffe
6. Speisen und Getränke
7. Logistik
8. Einzelhandel
9. Pharmazeutika

Wie Roboter Materialhandhabungsaufgaben automatisieren

Die manuelle Materialhandhabung kann eine monotone und sich wiederholende Aufgabe sein. Dies führt leider oft zu unzufriedenen und unmotivierten Mitarbeitern – mit negativen Folgen für Leistung und Arbeitsmoral. Solche Aufgaben eignen sich häufig für die Automatisierung, daher ist es nicht verwunderlich, dass die Materialhandhabung zu den am häufigsten automatisierten Anwendungen in der Fertigung zählt. Tatsächlich ist diese Aufgabengruppe für Hersteller, die neu im Bereich Robotik sind, oft das erste Ziel der Automatisierung.

Teilpräsentation

Prozesse können Teile auf verschiedene Weise einem Roboter zuführen. Förderbänder sind eine gängige Methode der Teilezuführung. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Teile über eine größere Distanz von einer Station zur anderen transportiert werden. Es ist jedoch nicht ungewöhnlich, auch andere Methoden der Teilezuführung zu sehen, wie zum Beispiel:

1. Andere Roboter
2. Plattenspieler
3. Laden von Tabellen
4. Andere Maschinen
5. Kanban-Systeme

Teileposition

Anwendungen im Bereich Materialhandhabung nutzen die Fähigkeit des Roboters, wiederkehrende Aufgaben schnell und effizient über einen längeren Zeitraum auszuführen. Materialhandhabungsaufgaben weisen in der Regel vorhersehbare Zyklen auf, bei denen die Teile stets in derselben Position und Ausrichtung eintreffen. Bei unvorhersehbaren Aufgaben können zusätzliche Sensoren oder Bildverarbeitungssysteme den Roboter bei der Objekterkennung unterstützen.

Teilemanipulation

Roboter manipulieren Objekte mithilfe spezieller Greifer am Roboterarm. Diese Greifer werden je nach Objekt ausgewählt, um eine effiziente und vorhersehbare Steuerung zu gewährleisten. Systemintegratoren entscheiden sich beispielsweise für mechanische Greifer für die meisten Anwendungen. Bei ferromagnetischen Werkstoffen kann jedoch ein elektromagnetischer Greifer von Vorteil sein. Andere Bauteile erfordern möglicherweise einen Softgreifer oder einen Saugnapf. Die Art des Bauteils bestimmt häufig, welcher Greifertyp am besten geeignet ist.

Anwendungsdetails sind für alle Automatisierungsanwendungen unerlässlich. Besonders wichtig sind sie jedoch für Materialhandhabungsanwendungen. Werden spezifische Anforderungen übersehen, kann dies zu einem System führen, das nicht die gewünschte Leistung erbringt oder die Aufgabe nicht erfüllen kann. Beispielsweise kann die Wahl eines ungeeigneten Greifers dazu führen, dass ein Roboter das Bauteil nicht zuverlässig handhaben kann. Obwohl es wichtig ist, diese Details zu verstehen, profitieren die meisten Hersteller von der Zusammenarbeit mit Automatisierungsexperten.