Die Automatisierung hat in fast allen Bereichen der Fertigung Einzug gehalten. Allerdings war das Nähen traditionell eine schwierige Aufgabe für Industrieroboter und andere Automatisierungswerkzeuge. Neue Fortschritte in der Automatisierungstechnik erweitern die Welt der Automatisierung für Nähhersteller, selbst für Nähaufgaben, die früher als zu schwer zu automatisieren galten.

Einführung in Nähroboter

Automatisiertes Nähen ist die Anwendung von Robotik auf industrielle und kommerzielle Nähaufgaben, wie zum Beispiel das Nähen von Leder, Stoffen und Wolle. Jedes dieser Materialien stellt Herausforderungen dar, aber der Reiz höherer Produktionsraten, Effizienz und Zuverlässigkeit hat Roboterhersteller dazu veranlasst, Antworten auf die schwierigsten Herausforderungen zu entwickeln, die die Branche bieten kann.

Hersteller setzen in der Textilindustrie seit über 100 Jahren auf Automatisierung, allerdings beschränkte sie sich im Allgemeinen auf einfache Aufgaben wie das Zuschneiden. In den letzten Jahren sind jedoch neue Produkte auf den Markt gekommen, um diese Einschränkungen zu beseitigen.

Warum ist Nähen so schwierig?

Die erforderliche Geschicklichkeit und Präzision beim Umgang mit losen, winzigen Stofffäden kann mechanisch nur sehr schwer zu erreichen sein. Die Fäden neigen dazu, sich zu verschieben, falsch auszurichten und zu dehnen. Darüber hinaus sind Stoffe anfällig für Unvollkommenheiten, die beim Nähen eine Feinjustierung erfordern.

Die aktuelle Generation der maschinellen Bildverarbeitung und Fortschritte in der Roboter-Endeffektor-Technologie (den „Händen“ des Roboters) haben Stoffherstellern eine Welt voller Möglichkeiten eröffnet. Durch maschinelles Sehen können Roboter auf Probleme mit dem Material reagieren, indem sie im Wesentlichen „sehen“, wenn der Stoff falsch ausgerichtet ist oder Falten wirft, und so Anpassungen vornehmen können. Fortschritte bei Roboterbewegungen und Endeffektoren ermöglichen eine zunehmend verfeinerte Steuerung. Funktionen wie die Drehmomentkontrolle vermitteln ein „Gefühl“ für den richtigen Druck und die richtige Spannung, die auf das Material ausgeübt werden.

Wie Roboternähen funktioniert

Tatsächlich ist das Roboternähen eine Nischenautomatisierungsanwendung, die spezifische Anforderungen stellt. Beispielsweise werden viele Nähroboter speziell nach den spezifischen Spezifikationen eines Unternehmens gebaut – es gibt keine einheitliche Lösung, wie sie in anderen Branchen zu finden ist. Nähroboter benötigen außerdem einzigartige Mechaniken zum Nähen von Materialien wie Nähköpfe, zusätzliche Greifer sowie mehrere Roboterarme und Endeffektoren.

Arten von Nährobotern

Wie in jeder anderen Branche sind auch für Nähanwendungen nur bestimmte Robotertypen geeignet. Sie sind häufig mit speziellen Optionen ausgestattet, die speziell auf die Herausforderungen des Nähens im industriellen Maßstab zugeschnitten sind, darunter:

1. Sechsachsige Industrieroboter
2. Kollaborative Roboter
3. Kartesische Roboter
4. Doppelarmroboter

Vergleich verschiedener Nähoptionen

Hersteller, die ihre Nähvorgänge automatisieren möchten, haben je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung und des Unternehmens mehrere Möglichkeiten.

Nähautomatisierungslösungen ermöglichen es Herstellern, ihre Produktionskapazität auf verschiedene Weise zu steigern. Robotik kann den Durchsatz, die Konsistenz und die Wiederholbarkeit steigern. Diese Robotersysteme verursachen im Allgemeinen weniger Abfall und Ausfallzeiten und steigern so die Produktivität. Hier sind einige der wichtigsten Optionen, die Sie in Betracht ziehen sollten:

Kartesische Roboter

Kartesische Roboter (siehe Abbildung oben) sind große Geräte, die hoch skalierbar sind. Diese beliebten Systeme werden bei Nähprozessen aller Größen angewendet. Sie nähen mehrere Produkte gleichzeitig mit mehreren Nähkopfaufsätzen. Darüber hinaus können diese Systeme über eine hochpräzise Technik verfügen, um Konsistenz zu gewährleisten. Es gibt jedoch Nachteile. Kartesische Roboter sind große, komplexe Industriemaschinen und können im Vergleich zu anderen Optionen teuer sein.

Gelenkarme

Sechsachs-, kollaborative und Doppelarmroboter sind eine weitere Art von Automatisierungslösung. Diese Roboter stellen eine Untergruppe der Roboter dar, die als Gelenkarmroboter bezeichnet werden. Diese Maschinen sind sehr wendig und eignen sich daher perfekt für heikle Aufgaben wie das Nähen, bei denen Stoffe widerspenstig sein können und deren Handhabung Feinmotorik erfordert. Und weil sie sich so gut für eine Vielzahl von Anwendungen eignen, lassen sie sich leicht neu programmieren und für eine andere Aufgabe einsetzen. Diese Roboter sind so anpassungsfähig, dass es keinen Grund gibt, einen Näh-Cobot nicht auch für eine Schweißaufgabe einzusetzen. Tauschen Sie den Endeffektor gegen etwas aus, das besser zum Schweißen geeignet ist, und schon kann er neu programmiert werden. Ein kartesischer Roboter ist jedoch speziell gebaut und würde eine erhebliche Überarbeitung der mechanischen Komponenten erfordern, um ihn für eine neue Anwendung wie das Plasmaschneiden einzusetzen. Cobots profitieren auch von der Zusammenarbeit – sie sind so konzipiert, dass sie in der Nähe von Menschen arbeiten und dabei das Verletzungsrisiko verringern.

Allerdings haben selbst sehr anpassungsfähige Roboterarme ihre Grenzen. Sie lassen sich nicht gut kartesisch skalieren und können normalerweise nicht mehrere Kleidungsstücke gleichzeitig nähen. Sie bieten auch nicht die gleiche Geschwindigkeit und Präzision wie kartesische Roboter.

So integrieren Sie einen Nähroboter

An diesem Punkt könnten Sie von der Aussicht, einen Teil Ihres Nähprozesses zu automatisieren, begeistert sein. Es sind jedoch noch einige wesentliche Schritte zu unternehmen, um eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Definieren Sie den Umfang Ihres Projekts

Der wichtigste Teil des Prozesses beginnt, wenig überraschend, am Anfang. Die richtige Definition des Umfangs Ihres Projekts spielt eine große Rolle für eine erfolgreiche Umsetzung. Sie sollten Faktoren berücksichtigen wie:

1. Details und Eigenschaften Ihres Produkts
2. Klären Sie die genauen Schritte im Produktionsprozess
3. Definieren Sie Metriken und Key Performance Indicators (KPIs) rund um den aktuellen Prozess (Produktionsrate, Effizienz, Betriebszeit usw.) und Ihr gewünschtes Ergebnis nach der Automatisierung
4. Identifizieren Sie die tatsächlichen Kosten, die mit dem Prozess verbunden sind (Rohstoffe, Arbeitskräfte usw.)
5. Definieren Sie Ihr verfügbares Budget