Industrieroboter in der modernen Produktion – Typen und Geräte

Industrieroboter werden heute häufig in der menschlichen Produktion eingesetzt. Sie dienen als eines der effektivsten Mittel zur Mechanisierung und Automatisierung von Transport- und Frachtvorgängen sowie vielen technologischen Prozessen.

Der positive Effekt der Einführung von Industrierobotern macht sich meist gleichzeitig von mehreren Seiten bemerkbar: Die Arbeitsproduktivität steigt, die Qualität des Endprodukts verbessert sich, die Produktionskosten sinken, die Arbeitsbedingungen für den Menschen verbessern sich und schließlich der Übergang eines Unternehmens von der Die Freisetzung eines Produkttyps in einen anderen wird erheblich erleichtert.

Um jedoch einen so weitreichenden und vielfältigen positiven Effekt der Einführung von Industrierobotern auf eine bereits funktionierende manuelle Produktion zu erzielen, ist es notwendig, die geplanten Kosten für den Implementierungsprozess selbst, für den Preis des Roboters usw. im Voraus zu kalkulieren Abwägen Sie auch, ob die Komplexität Ihres Produktions- und Technologieprozesses im Allgemeinen für den Modernisierungsplan ausreicht, um die Installation von Industrierobotern zu unterstützen.

Tatsächlich ist die Produktion manchmal zunächst so vereinfacht, dass die Installation von Robotern einfach unpraktisch und sogar schädlich ist. Darüber hinaus wird qualifiziertes Personal für die Einrichtung, Wartung, Programmierung von Robotern und im Arbeitsprozess – Hilfsgeräte usw. – benötigt. Dies ist wichtig, dies im Voraus zu berücksichtigen.

Auf die eine oder andere Weise werden unbemannte Roboterlösungen in der Produktion heute immer relevanter, schon allein deshalb, weil die schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit minimiert werden. Fügen wir hier das Verständnis hinzu, dass der gesamte Verarbeitungs- und Installationszyklus schneller abläuft, ohne Pausen für Rauchpausen und ohne Fehler, die jeder Produktion innewohnen, bei der ein lebender Mensch anstelle eines Roboters agiert. Der menschliche Faktor ist nach der Einrichtung der Roboter und dem Start des technologischen Prozesses praktisch ausgeschlossen.

Heutzutage wird manuelle Arbeit in den meisten Fällen durch die Arbeit eines Robotermanipulators ersetzt: Werkzeuggriff, Werkzeugfixierung, Werkstückfixierung, Zuführung in den Arbeitsbereich. Einschränkungen ergeben sich lediglich durch: Belastbarkeit, begrenzter Arbeitsbereich, vorprogrammierte Bewegungen.

Der Industrieroboter ist in der Lage:

• hohe Produktivität dank schneller und genauer Positionierung; bessere Effizienz, da den von ihm ersetzten Personen keine Gehälter gezahlt werden müssen, ein Bediener reicht aus;

• hohe Qualität – Genauigkeit in der Größenordnung von 0,05 mm, geringe Heiratswahrscheinlichkeit;

• Sicherheit für die menschliche Gesundheit, zum Beispiel dadurch, dass beim Malen der menschliche Kontakt mit Farben und Lacken nun ausgeschlossen ist;

• Schließlich ist der Arbeitsbereich des Roboters streng begrenzt und erfordert nur minimale Wartung. Selbst wenn die Arbeitsumgebung chemisch aggressiv ist, hält das Material des Roboters dieser Belastung stand.

Historisch gesehen wurde der erste patentierte Industrieroboter 1961 von Unimation Inc. für das General Motors-Werk in New Jersey auf den Markt gebracht. Der Aktionsablauf des Roboters wird in Form eines Codes auf einer Magnettrommel aufgezeichnet und in verallgemeinerten Koordinaten ausgeführt. Um Aktionen auszuführen, verwendet der Roboter hydraulische Verstärker. Diese Technologie wurde später auf die japanische Kawasaki Heavy Industries und die englischen Guest, Keen und Nettlefolds übertragen, wodurch die Produktion von Robotern durch Unimation Inc. etwas ausgeweitet wurde.

1970 hatte die Stanford University den ersten Roboter entwickelt, der den Fähigkeiten eines menschlichen Arms mit 6 Freiheitsgraden ähnelte, von einem Computer gesteuert wurde und über elektrische Antriebe verfügte. Gleichzeitig entwickelt es das japanische Unternehmen Nachi. Das deutsche Unternehmen KUKA Robotics stellte 1973 den sechsachsigen Roboter Famulus vor, und das schweizerische Unternehmen ABB Robotics begann nun mit dem Verkauf des ebenfalls sechsachsigen und elektromechanisch angetriebenen ASEA-Roboters.

1974 gründete das japanische Unternehmen Fanuc eine eigene Produktion. 1977 wurde der erste Yaskawa-Roboter produziert.Mit der Entwicklung der Computertechnologie halten Roboter zunehmend Einzug in die Automobilindustrie: Anfang der 1980er Jahre investierte General Motors 40 Milliarden Dollar in den Aufbau eines eigenen Fabrikautomatisierungssystems.

1984 erwarb das inländische Unternehmen Avtovaz eine Lizenz von KUKA Robotics und begann mit der Produktion von Robotern für seine eigenen Produktionslinien. Bis 1995 werden fast 70 % aller Roboter weltweit in Japan, dem Heimatmarkt, stationiert sein. Auf diese Weise werden sich Industrieroboter endgültig in der Automobilindustrie etablieren.

Wie geht die Automobilfertigung ohne Schweißen? Auf keinen Fall. Es stellt sich also heraus, dass alle Automobilindustrien der Welt mit Hunderten von Roboterschweißkomplexen ausgestattet sind. Jeder fünfte Industrieroboter ist am Schweißen beteiligt. Die nächste Nachfrage ist ein Roboterlader, aber Argon-Lichtbogen- und Punktschweißen stehen an erster Stelle.

Kein manuelles Schweißen kann die Nahtqualität und den Grad der Prozesskontrolle mit einem spezialisierten Roboter erreichen. Was ist mit dem Laserschweißen, bei dem aus einer Entfernung von bis zu 2 Metern mittels eines fokussierten Lasers der technologische Prozess mit einer Genauigkeit von 0,2 mm durchgeführt wird – es ist im Flugzeugbau und in der Medizin einfach unersetzlich. Hinzu kommt die Integration mit digitalen CAD/CAM-Systemen.

Der Schweißroboter verfügt über drei Hauptbetriebseinheiten: einen Arbeitskörper, einen Computer, der den Arbeitskörper steuert, und einen Speicher. Der Arbeitskörper ist mit einem handähnlichen Griff ausgestattet. Der Körper hat Bewegungsfreiheit entlang dreier Achsen (X, Y, Z), und der Greifer selbst kann sich um diese Achsen drehen. Der Roboter selbst kann sich entlang der Führungen bewegen.

Keine moderne Produktionsanlage kommt ohne Ent- und Beladung aus, unabhängig von Größe und Gewicht der Produkte. Der Roboter wird das Werkstück selbstständig in die Maschine einbauen, es dann entladen und platzieren. Ein Roboter kann mit mehreren Maschinen gleichzeitig interagieren. Natürlich muss man in diesem Zusammenhang auch die Gepäckverladung am Flughafen erwähnen.

Roboter ermöglichen bereits heute, den Personalaufwand auf ein Minimum zu reduzieren. Dabei geht es nicht nur um einfache Funktionen wie Stanzen oder Backofenbedienung. Roboter sind in der Lage, unter viel schwierigeren Bedingungen mehr Gewichte zu heben, ohne dabei zu ermüden und deutlich weniger Zeit zu verbringen als ein lebender Mensch.

In Gießereien und Schmieden beispielsweise sind die Bedingungen für die Menschen traditionell sehr schwierig. Diese Art der Produktion steht im Hinblick auf die Robotisierung an dritter Stelle nach dem Entladen und Beladen. Es ist kein Zufall, dass mittlerweile fast alle europäischen Gießereien mit automatisierten Anlagen mit Industrierobotern ausgestattet sind. Die Kosten für die Implementierung eines Roboters kosten das Unternehmen Hunderttausende Dollar, aber es steht ihm ein sehr flexibler Komplex zur Verfügung, der mehr als kompensiert wird.

Roboterlaser und Plasmaschneiden Verbessern Sie traditionelle Linien mit Plasmabrennern. Dreidimensionales Schneiden und Schneiden von Ecken und I-Trägern, Vorbereitung zur Weiterverarbeitung, Schweißen, Bohren. In der Automobilindustrie ist diese Technologie einfach unersetzlich, da die Kanten der Produkte nach dem Stanzen und Formen präzise und schnell geschnitten werden müssen.

Ein solcher Roboter kann sowohl Schweißen als auch Schneiden kombinieren.Die Produktivität wird durch die Einführung des Wasserstrahlschneidens erhöht, das eine unnötige Hitzeeinwirkung auf das Material verhindert. So werden in der Roboterfabrik von Renault in Frankreich in zweieinhalb Minuten alle kleinen Löcher in das Metall der Renault Espace-Coupés geschnitten.

Bei der Herstellung von Möbeln, Automobilen und anderen Produkten ist das robotergestützte Rohrbiegen mit einem Arbeitskopf sinnvoll, wenn das Rohr von einem Roboter positioniert und sehr schnell gebogen wird. Ein solches Rohr kann nun mit verschiedenen Elementen ausgestattet werden, die den Biegevorgang der Dorne durch den Roboter nicht beeinträchtigen.

Kanten, Bohren und Fräsen – was könnte für einen Roboter einfacher sein, egal ob Metall, Holz oder Kunststoff. Präzise und langlebige Manipulatoren meistern diese Aufgaben mit Bravour. Der Arbeitsbereich ist nicht begrenzt, es reicht aus, eine verlängerte Achse oder mehrere gesteuerte Achsen zu installieren, was eine hervorragende Flexibilität und hohe Geschwindigkeit bietet. Das kann man nicht machen.

Die Rotationsfrequenzen des Fräswerkzeugs erreichen Zehntausende Umdrehungen pro Minute und das Schleifen von Nähten wird vollständig in eine Reihe einfacher, sich wiederholender Bewegungen umgewandelt. Doch in der Vergangenheit galt das Schleifen und Scheuern von Oberflächen als etwas Schmutziges, Schweres und auch als sehr schädlich. Die Paste wird jetzt automatisch bei der Filzradbearbeitung nach dem Passieren des Schleifbandes zugeführt. Schnell und sicher für den Bediener.

Die Aussichten für die Industrierobotik sind enorm, da Roboter grundsätzlich in nahezu jeden Produktionsprozess und in unbegrenzter Stückzahl eingesetzt werden können.Die Qualität automatischer Arbeit ist teilweise so hoch, dass sie für Menschenhände schlicht unerreichbar ist. Es gibt ganze große Branchen, in denen Fehler und Ungenauigkeiten inakzeptabel sind: Flugzeugbau, medizinische Präzisionsgeräte, Ultrapräzisionswaffen usw. Ganz zu schweigen von der Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit einzelner Unternehmen und den positiven Auswirkungen auf deren Wirtschaft.