5 Vorteile von Cobot Schweißen – Ein Überblick

Cobot Schweißen

Cobots sollen den Menschen unterstützen, ohne ihn zwingend zu ersetzen. Mit Cobots wird automatisiertes Schweißen für mittelständische Unternehmen zur Realität. Kollaborierende Roboter sind dafür geschaffen, wertvolle Fachkräfte von ermüdender Routine und gesundheitsschädigenden Tätigkeiten zu entlasten. Cobots sind auf dem Vormarsch. Erst kürzlich meldete der Cobot Hersteller Universal Robots einen Rekordquartalsumsatz in Q3 2021 von 78 Mio. USD. Das sind 46 % mehr Umsatz als in Q3 2020 und 31 % mehr als in Q3 2019, dem Jahr vor der Pandemie [1].

In den letzten Jahren sind die Kosten für Schweißarbeiten rapide angestiegen. Das macht den Produktionsstandort Deutschland nicht unbedingt attraktiver. Saisonale Schwankungen und Großaufträge werden immer öfter durch die Einstellung von Leiharbeitern abgearbeitet. Auch gesundheitliche Aspekte treten bei Schweißarbeiten immer mehr in den Vordergrund. Diese Tätigkeit schreit nach Automatisierungslösungen.

Die Automobilindustrie investiert schon seit Jahren in automatisiertes Schweißen mit Industrierobotern. Heute gibt es auch Lösungen für kleine und mittelständische Unternehmen, die eine geringe Stückzahl herstellen. Durch Cobot Schweißen können auch kleinere Betriebe eine flexible Produktion bewahren. Serienteile, kleine Losgrößen oder Einzelteile können in einer großen Teilevielfalt hergestellt werden. Eine Schweißzelle mit Schweißroboter und Schweißtechnik spart Geld, Zeit und Nacharbeit. Lernen Sie in diesem Artikel die 5 Vorteile von Cobot Schweißen kennen.

Schnelle Einrichtung

Cobots bieten einen schnellen Einstieg in automatisierte Schweißarbeiten. Kombiniert mit Schweißtechnik und einem Schweißtisch können sie schnell eingesetzt werden. Oft muss sogar das Layout der Produktion nicht verändert werden. Sie können sofort dort genutzt werden, wo sie gebraucht werden. Das ermöglicht die schnelle Programmierung und Flexibilität der Roboter. Komponenten aus der Welt von UR+ sorgen dafür, dass Sie Ihren Cobot so ausstatten können, wie sie ihn brauchen.

Einfache Programmierung

Eines der größten Vorteile von automatisiert Schweißen mit Cobots ist wohl die einfache Programmierung. Ohne Expertenstatus einen Roboter programmieren? Ja, das geht! Oft kann mithilfe der Nutzung eines Mutterprogramms die Zeit der Programmierung zusätzlich reduziert werden. Mit dieser Vorlage kann der Bediener sein eigenes Programm mit Abwandlungen schreiben – schnell und unkompliziert. Das gesamte Bedienfeld sorgt für einen vollen Zugriff auf alle nötigen Funktionen. Nach einer kurzen Schulung ist die Programmierung für jeden Mitarbeiter schnell umsetzbar. Der Cobot lässt sich per Hand zu der Stelle bewegen, wo geschweißt werden soll. Einfach Wegpunkte setzen und loslegen.

Cobot Schweißen mit UR Roboter

Flexibel einsetzbar

Cobots sind wie wissbegierige Kinder. Sie wollen dazulernen, ihre Fähigkeiten verbessern und Neues ausprobieren.  In Verbindung mit einem verfahrbaren Schweißtisch, kann der Cobot Schweißroboter dort positioniert werden, wo er gebraucht wird. Doch nicht nur in Bezug auf den Ort ist er flexibel, sondern auch auf Teile, Schweißverfahren und Anwendungen. Wird eine Anwendung programmiert, kann diese gespeichert werden und später wieder aufgerufen werden. In der Zwischenzeit kann der Cobot andere Aufgaben übernehmen. In Spitzenzeiten kann so die Kapazität flexibel erhöht oder je nach Lage auch verringert werden.

Sicherheit

Das Wort Roboter assoziiert man im ersten Moment mit gefährlichen Maschinen. Aber mittlerweile haben sich Roboter auch schon in unser Zuhause eingeschlichen – Saugroboter, Mähroboter und vielleicht bald Pflegeroboter. Die Grenzen zwischen Roboter und Mensch bauen sich zunehmend weiter ab, auch in den Produktionsstätten. Der Cobot sollte als Assistent des Menschen gesehen werden. Wir machen uns Technologie zunutze, um effizienter zu arbeiten und andere Prioritäten wahrnehmen zu können. Das Besondere am Cobot sind seine Sicherheitstechnologien, die den Menschen vor Verletzungen schützen sollen. Und da sie so gut sind, kann der Mensch Hand in Hand mit dem Roboter arbeiten. Trotzdem sollten Schweißarbeiten zusätzlich gesichert werden. Die Sicherheitseinrichtungen am Cobot reichen hier nicht aus. Flamme, Rauch und Hitze entstehen während dem Schweißprozess. Eine Schweißzelle kann aussehen wie ein ganz normaler Arbeitsplatz, sollte aber durch einen Schutzvorhang und eventuell einer Absaugung gesichert sein.

Amortisation

Wie schnell macht sich ein Cobot bezahlt? Eine Frage, die jeder Person mit kaufmännischen Hintergrund brennend interessiert. Auch hier hat der Cobot bzw. die gesamte Schweißzelle einen Vorteil. Eine Cobot Schweißzelle erhöht die Effizienz, Produktivität und reduziert das Bedürfnis nach Urlaub. Cobot Schweißen lässt sich schnell einrichten und einfach programmieren. Ganz ohne Techniker oder Programmierer. Die Folge davon sind kurze Rüstzeiten. Optimierungen in diesen Bereichen und der optimale Einsatz führen insgesamt zu einer geringen Amortisationszeit.

Als Hersteller von Anlagen und Maschinen, die auf die Anforderungen unserer Kunden abgestimmt sind, möchten wir auch Ihnen bei der Automatisierung Ihrer Produktion helfen. Das können Schweißarbeiten oder andere Tätigkeiten sein. Wir helfen Ihnen Prozesse in Ihrer Fertigung zu analysieren und entwickeln für Sie geeignete Automatisierungslösungen.

Bildnachweis: Universal Robots

Nominiert zum Digitalen Mittelstands-Award

DIMA Digitaler Mittelstands Award

Der Digitale Mittelstands-Award (DIMA) prämiert innovative Digitalprojekte von Unternehmen in der DACH-Region. Zu den Kategorien zählen Kundenerlebnis, Lösungen im Vertrieb, Nachhaltigkeit und Innovation. Wir durften uns in der Kategorie Kundenerlebnis mit unserem Projekt “Virtuelle Inbetriebnahme einer Anlage” bewerben und sind von der Fachjury nominiert worden. Am 18. Novemeber werden die Gewinner in einem großen Online-Event bekanntgeben. Wir sind gespannt!

Sie können auch als Zuschauer bei der Verleihung teilnehmen! Melden Sie sich jetzt für das Livestream-Event an.

DIMA Digitaler Mittelstands Award

Die Automatisierung automatisieren – STiMA optimiert Konstruktion

Konstruktion STiMA

Für unsere Kunden entwickeln wir Anlagen für die Automatisierung. Vollautomatisiert oder teilautomatisiert, je nach Anforderung. Jede Anlage unterscheidet sich, muss entwickelt und in den Produktionsprozess integriert werden. Die Anwendungsgebiete sind vielfältig: Automatisierte Druckprüfung, Automatische Be- und Entladung, Montageanlagen und vieles mehr. Wir sind überzeugt: Automatisierung auf allen Ebenen ist sinnvoll und wichtig, um zukunftsfähig aufgestellt zu sein. So ist Automatisierung nicht nur ein wichtiges Thema für unsere Kunden, sondern auch für uns. Das Leben einer Anlage entsteht in der Konstruktion. Ideen formen erste Entwürfe, werden als gut befunden und Schritt für Schritt im Konstruktionsprozess entwickelt. Es ist klar, dass die Konstruktion in Verbindung mit der fertigen Anlage steht. Aber was ist die Verbindung zwischen Automatisierung und Konstruktion? Soviel sei gesagt: „Die Automatisierung automatisieren.“

Wie läuft die Konstruktion einer automatisierten Anlage normalerweise ab?

Das Projektteam besteht aus Teammitgliedern verschiedener Disziplinen wie zum Beispiel Elektrik, Mechanik, Pneumatik und Steuerung. In den Konstruktionsprozess einer automatisierten Anlage fließt viel Entwicklungsarbeit von Teammitgliedern aus unterschiedlichen Disziplinen. Daten müssen abgeglichen und weitergegeben werden, damit andere Komponenten darauf aufgebaut werden können.

Mechanische, elektrische und pneumatische Komponenten werden jedoch in unterschiedlichen Softwareumgebungen entwickelt. Ein Beispiel: Person A beginnt mit der elektrischen Konstruktion in WS CAD, benötigt dafür allerdings Daten der mechanischen Komponenten, die in Solide Edge von Person B erstellt wurden. Jeder Konstrukteur beginnt auf einem weißen Papier. Er muss Daten der anderen Komponenten selbst einpflegen und abstimmen, um darauf aufbauen zu können. Erbrachte Arbeitsleistungen der Teammitglieder aus den unterschiedlichen Disziplinen werden durch manuelle Methoden geteilt, da die verschiedenen Softwareumgebungen nicht verbunden sind.

Was ist die Schwierigkeit?

Die Arbeit mit unverbundenen elektrischen und mechanischen Konstruktionssystemen ist mit verschiedenen Problemen und Schwierigkeiten verbunden. Ingenieure arbeiten auf diese Weise in getrennten Strukturen. Der Konstruktionsprozess wird fehleranfällig, zeitfressend und innovationsraubend. So fehlen beispielsweise elektrische Komponenten in der mechanischen Konstruktion, oder umgekehrt. Nimmt einer der Teammitglieder Änderungen vor, sind die Auswirkungen auf andere Komponenten nicht sofort erkennbar. Abweichungen zwischen Mechanik, Elektrik und Pneumatik  werden so erst spät entdeckt. Das treibt Kosten und die Entwicklungszeit in die Höhe. Risiken, die durch gezielte Automatisierung und zukunftsweisende Ansätze vermieden werden können. Maschinenbau und Anlagenbau müssen digitaler werden!

Die Lösung steckt in intelligenter Software – Siemens NX

So entwickelt STiMA heute Automatisierungsanlagen

Um die Barrieren zwischen den einzelnen Disziplinen zu verringern, muss der Konstruktionsprozess optimiert werden. Die Lösung steckt in Siemens NX, einer Siemens PLM Software. Sie hilft uns dabei, Daten der unterschiedlichen Disziplinen automatisiert auszutauschen. Daraus ist eine Umgebung entstanden, die nicht nur produktiv und effizient ist, sondern auch innovativ. Siemens PLM für den Maschinenbau verbindet Disziplinen wie Mechanik, Elektrik, Pneumatik und Steuerung. Alle Disziplinen können jetzt als eine Einheit funktionieren, so wie es von der Mechatronik definiert ist. Verschiedene Komponenten erhalten sofort einen festen Platz in der Anlagenentwicklung und werden von allen Teammitgliedern in der Planung berücksichtigt. Jedes Teammitglied ist so immer auf dem aktuellen Stand und kann mit aktuellen Daten arbeiten, ohne sich mit manuellen Methoden abstimmen zu müssen. So entsteht in einer Systemumgebung, die verschiedene Disziplinen vereint, eine automatisierte Anlage.

Virtuelle Inbetriebnahme

Welche Vorteile ergeben sich für unsere Kunden und die Automatisierungsanlage?

Der automatische Datenaustausch vermeidet Missverständnisse, senkt Kosten und reduziert die Fehlerquote bei der Konstruktion. Auch unsere Kunden profitieren von der Optimierung unserer Konstruktionsprozesse. Aufgrund der gemeinsamen Datengrundlage und innovativen Softwareumgebungen in Siemens NX können wir nun die verfügbaren Daten der Automatisierungsanlage für die virtuelle Inbetriebnahme nutzen. Schon in der Entwurf-Phase können wir eine grobe Simulation der Anlage durchführen. Ohne unendlich viele Zahlen und Annahmen nennen zu müssen, können Entscheider im Unternehmen so einen ersten Eindruck von der laufenden Anlage erhalten – In Form eines Videos. Während der Entwicklungsphase findet ein ständiger Austausch der Daten statt, wodurch Integrationsprobleme frühzeitig erkannt und eliminiert werden können. Die Anlage wird so schon früh in ihrem Lebenszyklus ausgereifter sein. Die digitale Version der Anlage entspricht dabei dem exakten Zwilling der realen Anlage. Diesen Digitalen Zwilling nutzen wir für die virtuelle Inbetriebnahme. Ein Vorteil mit großen Auswirkungen. Inbetriebnahmen sind zeitaufwendig und teuer. Durch die virtuelle Inbetriebnahme kann ein Großteil des Aufwands in virtuelle Umgebungen verschoben werden. Fragen über eine erfolgreiche Integration in den Fertigungsprozess und die perfekte Abstimmung der einzelnen Komponenten wie Cobot, Steuerung, Pneumatik oder Sensorik, werden auf diese Weise schon vor der eigentlichen Inbetriebnahme getestet und optimiert.

Fazit

Durch Automatisierung in unseren Konstruktionsprozessen können wir heute zukunftsorientiert arbeiten. Integrierte Funktionen in einer Softwareumgebung bringen uns erhebliche Verbesserungen der Produktivität und Effektivität. Wir können in der Entwicklung einzelne Teile oder die gesamte Anlage in Simulationen testen und dadurch optimal verbessern. Mithilfe des Digitalen Zwillings ist es möglich die Endqualität der Anlage vorherzusagen, schon lange bevor die echten Teile verfügbar sind. Unsere Prozesse sind dadurch digitaler geworden und ermöglichen uns eine Art der Anlagenkonstruktion, die uns und unseren Kunden erhebliche Vorteile bietet.

5 Fragen zu Automatisiertes Schweißen mit Cobots

Cobot Schweißen

Heute möchte ich Sie erneut in die Welt des Cobot Schweißen mitnehmen. Immer mehr Unternehmen erkennen das Potenzial von Automatisierung und entscheiden sich für die Prozessoptimierung durch Automatisierungstechnik. Auch im Bereich automatisiertes Schweißen. Der technologische Fortschritt in der Robotertechnik und Schweißtechnik eröffnet stetig neue Möglichkeiten Schweißarbeiten gewinnbringend zu automatisieren. Gehören Sie auch dazu oder sind Sie noch nicht überzeugt von Automatisierung?

„Das Wachstum Ihres Fertigungsunternehmens ist fast unmöglich, wenn Sie keine qualifizierten Schweißer finden können. Der Cobot Schweißer löst dieses Problem für Sie.“

Wie funktioniert Cobot Schweißen?

Das Cobot Schweißen macht automatisiertes Schweißen durch Robotertechnik möglich. Der Aufbau und die Funktion einer solchen Roboterzelle sind einfach und gut durchdacht. Die Konsole wird mit dem Roboterarm am Schweißtisch, und das Werkstück auf dem Schweißtisch fixiert. Hat der Cobot erstmal ein Werkstück erlernt, kann er weitere typengleiche Werkstücke automatisiert schweißen. Das geschieht durch das sogenannte Teaching.

Das Teaching erfolgt über die Steuerung des Cobot. In der Programmieroberfläche gibt es Anwendungsvorlagen, die das Programmieren der Wegpunkte immens erleichtern. So kann selbst ein unerfahrener Bediener innerhalb kürzester Zeit einen Cobot programmieren. Diese Voraussetzung ist bei wechselnden Produktionsanforderungen von großer Bedeutung. Nur so kann eine flexible Produktion mit geringen Rüstzeiten garantiert werden.

Wenn man einen Universal Robots UR10e einsetzt, ist das Arbeiten in einem Radius von 1300 möglich. Je nach Modell sind der Arbeitsradius und die Hubkraft unterschiedlich. Der Cobot wird auf einer Konsole mit Steuerschaltschrank montiert. Anschließend wird die Konsole mit dem Schweißtisch mechanisch verbunden.

Automatisiertes Schweißen mit neuster Robotertechnik wird immer einfacher. Es bietet viele Möglichkeiten und ein hohes Erfolgspotenzial.  Voraussetzung dafür ist eine gut durchdachte Integration in den Fertigungsprozess.

Cobot Schweißzelle
Beispiel: Roboterzelle für das automatisierte Schweißen.

Automatisiertes Schweißen – Welche Schweißverfahren sind möglich?

Generell kann der Roboterarm mit verschiedenen Schweißköpfen ausgerüstet sein. Das System ist auch nicht auf einen Schweißgerätehersteller fixiert. Unterschiedliche Schweißgeräte können problemlos integriert werden.

Doch welche Schweißverfahren sind eigentlich möglich mit einem Cobot? Verfahren wie MIG Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen), WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen) und das MAG-Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen) können in Verbindung mit einem Cobot umgesetzt werden. Auch Arten wie Widerstandsschweißen, Plasmakopfschweißen oder Laserschweißen sind bei Verwendung der richtigen Hardware problemlos umsetzbar. Für jede Anwendung und jeden Automationsgrad kann man so das passende Schweißverfahren wählen.

Cobot Schweißen mit UR Roboter
Cobot mit Schweißgerät.

Warum ist Cobot Schweißen für Mittelständische Unternehmen attraktiv?

Nach einer kurzen Theorieschulung kann der Cobot angelernt werden eine Schweißnaht zu ziehen. Dafür sind keine Programmierkenntnisse nötig. Vorgefertigte Programmabläufe sagen dem Roboter was er tun muss, um ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen. Einfach den Cobot aktivieren und den Kopf dahin führen, wo die Schweißnaht positioniert werden soll. Start- und Endpunkt setzen uns schon macht der Cobot seine Arbeit. Je nach Automatisierungsgrad (Vollautomatisiert oder Teilautomatisiert) muss zusätzlich die gesamte Logistik zur Bereitstellung der Produktionsteile/-mittel organisiert werden. Wartung und Instandhaltung müssen geplant und durchgeführt werden, sowie die einzelnen Kompetenzbereiche des Anlagenpersonals festgelegt werden.

Die Vorteile einer Anlage für automatisiertes Schweißen liegen auf der Hand. Allgemein ist mit einer deutlichen Qualitätsverbesserung der Schweißnaht zu rechnen. Manuell gesetzte Nähte sind häufiger fehlerhaft, aber bei einer kleinen Stückzahl und extrem flexibler Produktion wirtschaftlicher. Natürlich nur, wenn das benötigte Fachpersonal auch gefunden wird. Ein Problem, welches viele Unternehmen beschäftigt. Cobot Schweißen ist sehr präzise. So können saubere Nähte gesetzt werden, wodurch die Nachbearbeitung immens sinkt. Bei einigen Materialen entstehen durch das Schweißen schädigende Gase. Eine Gefahr für die Gesundheit des Menschen. Der Cobot stört sich dagegen keineswegs an diesem Umstand. Er braucht keinen Schweißhelm oder Handschuhe und auch keine Absaugung.

Insgesamt sind Sie in der Lage Produktionskosten durch die Automatisierung von Schweißarbeiten zu reduzieren, da Sie die Effizienz Ihrer Produktion steigern können. Die Zukunft kann kommen!

Was kostet ein Cobot Schweißroboter?

Je nach Ausstattung variiert der Preis für einen Schweißroboter. Zu Beginn sollte man sich folgende Fragen stellen: Welche Reichweite und Leistung benötigt der Arm? Welches Schweißverfahren? Welcher Werkstoff soll geschweißt werden? Wie viele Roboter sollen in einer „Roboterzelle“ arbeiten? Diese Fragen zeigen, dass eine Integration in einen Schweißprozess sehr individuell ist.

Die Anschaffungskosten verteilen sich auf den Roboterarm, Peripherie (Kameras, Sensorik, Software) und die gesamte Integration der Roboterzelle in die Produktionsumgebung. Bei der Integration spielen meist der Schweißtisch, das Schweißgerät und andere Vorrichtungen wie Schutzzäune oder ähnliches eine übergeordnete Rolle.

Für die Roboter Programmierung müssen keine hohen Kosten eingeplant werden, da ein Cobot in der Regel durch Plug & Play leicht zu installieren und programmieren ist. Das steht im kompletten Kontrast zu großen Industrierobotern. Sie können zwar höhere Gewichte heben und teilweise auch schneller arbeiten, sind jedoch in ihrer Programmierung sehr aufwendig. Deshalb kann die Einrichtung auch schnell mehrere Wochen dauern, was sie für flexible Anwendungen disqualifiziert.

Wie sicher ist automatisiertes Schweißen?

Für automatisiertes Schweißen ist das Thema Sicherheit ein sehr wichtiger Aspekt. Es treten hohe Temperaturen auf, wovor der Körper einer Person geschützt werden muss. Obwohl Cobots Seite an Seite mit Menschen arbeiten können, sollte das automatisierte Schweißen in einer geschützten Umgebung stattfinden. Deshalb wird die Roboterzelle eingehaust, was gleichzeitig als Sichtschutz zum Schutz der Augen dient.  Außerdem sind alle Schweißanlagen von STiMA CE zertifiziert, um Sicherheitsanforderungen für Ihre Mitarbeiter zu garantieren.

Cobot Schweißroboter
Umhausung für einen Cobot Schweißroboter.

Unser Fazit zum Cobot Schweißen

Betrachtet man den Mangel an Schweißern und den immer größer werdenden Kostendruck ist das automatisierte Schweißen eine gute und sinnvolle Automatisierungslösung um Prozesse zu optimieren. Die Machbarkeit und Sinnhaftigkeit muss jedoch von Fall zu Fall überprüft werden. Insgesamt ist die Funktionsweise einer solchen Anlage nicht sehr kompliziert, da die Steuerung eines Cobots intuitiv aufgebaut ist. Bediener sind schnell eingelernt und können sich durch etliche Schulungen weiterbilden. Das sind nur einige Vorteile von automatisiertes Schweißen.

Die automatisierte Anlage soll Ihnen helfen Zykluszeiten und Kosten zu reduzieren. Bei richtiger Umsetzung und individueller Anpassung an den Produktionsprozess ist das automatisierte Schweißen eine realistische Lösung für mittelständische Unternehmen. Schon bei kleinen Stückzahlen kann sich eine Automatisierung durch Cobot Schweißroboter lohnen.

Unser Ansporn als Sondermaschinenbauer sind individuell angepasste Lösungen zur Automatisierung. Wir kombinieren verschiedene Komponenten für die perfekte Lösung. Sind Sie bereit für die Optimierung Ihrer Produktionsprozesse?

Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung – Was ist sinnvoll?

Vollautomatisierung vs Teilautomatisierung

Stellen Sie sich vor, Vollautomatisierung wäre schon im Autoverkehr umgesetzt. Vollständig autonomes Fahren auf Deutschlands Straßen. Was würde das für uns bedeuten und welche neuen Möglichkeiten eröffnen sich uns? Täglich steige ich morgens in mein Auto und fahre dieselbe Strecke zur Arbeit. Leider nicht vollautomatisiert oder teilautomatisiert, sondern manuell.

Den Weg zur Arbeitsstätte oder auf der Autobahn kann man als monotone Tätigkeit bezeichnen. In den letzten Jahren wurden stetig mehr Assistenzsysteme für Autos entwickelt, die ein automatisiertes Fahren zum Teil oder vollständig ermöglichen. Würde mich mein Auto vollautomatisiert zur Arbeit bringen, könnte ich währenddessen andere nützliche Tätigkeiten tun. Durch autonomes Fahren verspricht man sich eine erhöhte Verkehrssicherheit, was letztlich Leben retten würde. Trotzdem wird der Fahrer noch frei entscheiden können, ob er vollautomatisch, teilautomatisch oder manuell fahren möchte. Je nachdem, was seinen individuellen Anforderungen gerecht wird.

Ähnlich verhält es sich mit der Vollautomatisierung und Teilautomatisierung in der Industrie. Auch dort gibt es Tätigkeiten oder gesamte Prozesse, die aus wirtschaftlichen und technischen Gründen voll- oder teilautomatisiert werden sollen. Viele Unternehmen beginnen erst gerade, sich mit dem Thema Automatisierung zu beschäftigen. Andere haben schon die Investition in Automatisierungsanlagen gewagt oder stehen kurz davor weitere Prozesse zu automatisieren. Wie kann man den richtigen Automationsgrad bestimmen?

Die Chancen einer Automatisierung

Die gesamte Globalisierung ist bisher von Outsourcing in Niedriglohnländer geprägt. Einfache Tätigkeiten werden ins Ausland verlagert, um dem Wettbewerbsdruck standzuhalten. Tätigkeiten mit hoher Wertschöpfung bleiben dagegen am Hochlohnstandort.

Prozessoptimierung durch Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung kann diesen Effekt wieder umkehren. Durch neue Technologien und neue Wege der Produktion, können einfache Tätigkeiten aus wirtschaftlicher Sicht in Hochlohnländer wie Deutschland zurückgeholt werden.

Derzeitige Verzögerungen im weltweiten Warenverkehr zeigen, dass die Sicherstellung von Lieferketten immens an Bedeutung gewinnt. Ideal wäre eine Verkürzung der Lieferketten. Vielleicht ist es möglich durch Automatisierung die gesamte Prozesskette wieder an einen Produktionsstandort zu verlegen, was auch Vorteile für die Qualitätsführerschaft haben könnte [1]. Dazu ist es nötig Fertigungsprozesse zu optimieren. Hierbei helfen uns Themen wie Robotertechnik, Vernetzung oder intelligente Produktion aus der Themenwelt Industrie 4.0.

STiMA Automatische Sondermaschine

Industrie 4.0 für Fertigungsunternehmen

Im Kern kann man die vierte industrielle Revolution mit dem „Internet der Dinge“ beschreiben.  Themen sind neue Möglichkeiten, Ressourcen, Dienste und Menschen in der Produktion durch Technologien in Echtzeit zu vernetzen. Daraus entsteht eine komplett vernetzte, hochflexible und veränderbare Fabrik. Teil dieser Digitalen Fabrik sind oft Roboter und Leichtbauroboter, die bestimmte Tätigkeiten ausführen. Aufträge oder bestimmte Funktionen können durch die Vernetzung flexibel erstellt und verteilt werden. Ziel ist die Veränderung der gesamten Wertschöpfung in eine schnelle, wirtschaftliche, flexible und nachhaltige Produktion. Automatisierung geschieht demnach nicht nur durch Robotertechnik, sondern auch durch Software und andere Technik.

Ein Thema, welches bei der Automatisierung von Prozessen immer auftritt, ist der Automatisierungsgrad. Kurz gesagt, lohnt sich eine Vollautomatisierung oder eine Teilautomatisierung und was macht Sinn? Anhand verschiedener Faktoren lässt sich diese Entscheidung begründet und nachvollziehbar bewerten.

Vollautomatisierung vs. Teilautomatisierung

Welcher Automationsgrad ist sinnvoll?

Der Automatisierungsgrad gibt das Verhältnis von automatisierten Fertigungsschritten zu der Gesamtzahl der Fertigungsschritte an. Bei der Entscheidung ob Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung sinnvoll ist, lassen sich verschiedene Kriterien auflisten. Dazu zählt die Stückzahl, die benötigte Flexibilität, der Bereich, Lohnkosten, Investitionsvolumen und die Komplexität der Tätigkeit.

Der Begriff Vollautomatisierung beschreibt nicht nur die gesamte Automatisierung aller Tätigkeiten in einem Prozess, sondern in erster Linie vollautomatisierte Fabriken. Je nach Betrachtungswinkel ändert sich der Umfang des Automationsgrades. Schon heute existieren Produktionshallen mit einem Automationsgrad von 100 %. Doch selbst bei vollautomatisierten Prozessen sind Menschen involviert wenn es um Wartung, beheben von Störungen oder der Ergebnisbestimmung geht. Wenn wir von Vollautomatisierung und Teilautomatisierung sprechen, konzentrieren wir uns auf einzelne Prozesse, die entweder nur teilweise automatisiert oder vollständig automatisiert werden.

Haben Sie schon eine Prozessanalyse durchgeführt und benötigen Hilfe bei der Beurteilung der Machbarkeit? Setzen Sie sich mit uns in Verbindung.

Vollautomatisierung Fertigung

Kriterien bei der Wahl des Automatisierungsgrades

Um zu bewerten wie sinnvoll Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung ist, müssen verschiedene Aspekte berücksichtigt werden. Dazu zählen wirtschaftliche, technische und personelle Aspekte.

Losgröße. Eine Vollautomatisierung ist erst rentabel, wenn das Werkstück in einer hohen Stückzahl produziert wird. Durch technologische Entwicklungen in der Robotertechnik, Software und Sensorik wird die Hürde der Stückzahl immer niedriger. Auch weil hiermit eine flexible Produktion möglich ist. Roboter müssen nicht mehr 24 Stunden, 7 Tage die Woche eine Tätigkeit ausführen. Sie passen sich an die Anforderungen der Produktion an.

Fertige Programmbausteine bei Cobots sind ein Beispiel für diese Entwicklung. Um bestimmte Tätigkeiten auszuführen, können kollaborierende Roboter heute sehr einfach programmiert werden. Programme werden abgespeichert und später wieder aufgerufen. Das reduziert den allgemeinen Programmieraufwand und somit Rüstzeiten. Eine hohe Verfügbarkeit führt zu geringen Ausfallzeiten. Das macht eine Roboterzelle in ihrer Anwendung flexibel einsetzbar, weshalb mit einer Automatisierungsanlage verschiedene Produkte hergestellt werden können.

Die Eigenschaften des Werkstücks wie Gewicht, Größe, Material oder Toleranzen müssen berücksichtig werden. Sie geben oft vor, welcher Automationsgrad sinnvoll ist. Aber auch die Komplexität spielt eine große Rolle. Die Produktion von Luxus Uhren ist meist eine sehr präzise und schwere Angelegenheit. Manche Prozesse könnten hier automatisiert werden, jedoch das Zusammenbauen der winzigen Einzelteile ist dem Menschen vorbehalten. Hierbei geht es um maximale Präzision und Fingerfertigkeit.

STiMA Digitaler Zwilling

Nehmen wir die Lupe weg und schauen auf den gesamten Prozess, entscheidet hier die Komplexität der Tätigkeiten wie sinnvoll eine Automatisierung ist. Handelt es sich dabei um Tätigkeiten, die ein sehr hohes Maß an Flexibilität und individueller Entscheidung erfordern, eignet sich eine Vollautomatisierung nicht.

Ein Hauptziel von Fertigungsleitern ist die Reduzierung von Zykluszeiten. Durch Prozessoptimierung können unter Einsatz der richtigen Automatisierungstechnik diese Zeiten reduziert werden. Roboter sind schnell und können rund um die Uhr arbeiten. Teilautomatisierte Anlagen sind von menschlichen Einflüssen abhängig und können nicht rund um die Uhr produzieren. Durch Automatisierungstechnik kann die Geschwindigkeit erhöht werden, ohne Einbußen in der Präzision und Qualität der Produkte zu befürchten.

Personelle Aspekte können die Eignung des Personals oder benötigte Qualifikationen betreffen. Schulungsmaßnahmen müssen eingeleitet werden, um das Personal bestmöglich auf die Einführung von Automatisierungstechnik vorzubereiten. Außerdem wird durch die Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung Personal frei, welches an anderer Stelle eingesetzt werden kann. Deshalb ist es ratsam an Umschulungsmaßnahmen zu denken. Mensch und Roboter haben jeweils unterschiedliche Stärken und Schwächen. Deshalb sollte bei der Prozessanalyse darauf geachtet werden, beide Gruppen so effizient wie möglich einzusetzen.

Den für Ihren Prozess sinnvollen Automatisierungsgrad bestimmen demnach unterschiedliche Aspekte. In einer Analyse müssen Informationen über das Produkt und den Prozess gesammelt werden. In der Auswertung kann so der Aufwand für die technische Realisierung bestimmt werden.

Unser Fazit

Ansprüche für eine Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung sollten immer auf höchstem Niveau sein. Eine genaue Prozessanalyse, die alle Aspekte berücksichtig, ist hierfür unbedingt nötig. Die wichtigsten Vorgaben dabei sind Wirtschaftlichkeit, Qualitätsanspruch und Effizienz. Sie bestimmen den für Ihre Produktion notwendigen Automatisierungsgrad.

Unternehmen in der Industrie tendieren eher zu einem möglichst hohen Automatisierungsgrad. Durch die daraus resultierenden Einsparungen an Lohnkosten amortisieren sich die Investitionskosten in Hochlohnändern wie Deutschland schnell. Gegen Niedriglohnländer behauptet sich Deutschland derzeit noch durch Facharbeiter, Flexibilität, Qualität und Stabilität. Dieser Wettbewerbsvorteil kann jedoch nur durch Investitionen in neuartige und innovative Produktionsverfahren gesichert werden.

Ob es um automatisiertes Schweißen, Beschickung, vollautomatische Entladung, teilautomatischer Druckprüfstand oder andere Prozesse geht – Wir helfen Ihnen zu entscheiden ob eine Automatisierung Ihrer Fertigungsprozesse sinnvoll ist und versorgen Sie mit den richtigen Automatisierungslösungen aus Robotertechnik, Systembau und intelligenter Steuerung.

Industrieautomation – Potenzial und Folgen

Industrieautomation

In den letzten beiden Jahrzehnten hat die Automatisierung in der Fertigung die Fabrikhallen, die Art der Beschäftigung und die Wirtschaftlichkeit vieler Sektoren im verarbeitenden Gewerbe verändert. In der Industrieautomation werden Prozesse entweder vollautomatisiert oder teilautomatisiert, je nach Wirtschaftlichkeit und Komplexität der Anwendung. Technologiesprünge sind oft so groß, dass die Neuheit von heute am nächsten Tag schon veraltet ist. Diese schnellen Veränderungen sehen wir heute auch in der Robotertechnik, der künstlichen Intelligenz und Machine Learning. Industrie 4.0 ist der Begriff, wenn es um Industrieautomation geht. Diese Technologien machen immer mehr deutlich, dass Maschinen mit dem Menschen in einer Reihe von Arbeitstätigkeiten, einschließlich kognitiver Fähigkeiten mithalten können oder ihn sogar übertreffen.

Diejenigen, die Automatisierung im Unternehmen schon eingeführt haben, die, die gerade damit beginnen und diejenigen, die mit den Auswirkungen des neuen Automatisierungszeitalters noch nicht gerechnet haben, müssen die folgenden drei grundlegenden Perspektiven berücksichtigen:

    • Was ermöglicht die industrielle Automatisierung mit aktuellen Technologien?
    • Welche Faktoren müssen neben der technischen Machbarkeit bei Entscheidungen zur Automatisierung berücksichtigt werden?
    • Wie beginnt man darüber nachzudenken, wo – und wie viel – automatisiert werden soll (Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung), um langfristig den besten Nutzen aus der Automatisierung zu ziehen?

Wie können sich Arbeit und Arbeitskräfte in der Fertigung zukünftig verändern?

Um das Ausmaß der möglichen Industrieautomation zu untersuchen, führte das Strategieberatungsunternehmen McKinsey eine Studie über die Arbeit im verarbeitenden Gewerbe in 46 Ländern durch, die etwa 80 Prozent der weltweiten Beschäftigten abdeckt. Die erhobenen Daten und Analysen zeigen, dass im Jahr 2015 478 Milliarden der 749 Milliarden Arbeitsstunden (64 Prozent), die weltweit für fertigungsbezogene Tätigkeiten aufgewendet wurden, mit den derzeitigen Technologien automatisierbar waren. Diese 478 Milliarden Arbeitsstunden entsprechen dem Arbeitsäquivalent von 236 Millionen aus 372 Millionen Vollzeitbeschäftigten, die eingespart oder anderweitig genutzt werden könnten. Jedoch nur unter der Bedingung, dass die Technologien in den jeweiligen Einzelfällen angepasst und integriert werden.

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass innerhalb der Produktionsstätten noch ein erhebliches Automatisierungspotenzial besteht. Interessanterweise obwohl die Industrie weltweit eines der am stärksten automatisierten Gewerbe ist. Die technologischen Fortschritte der letzten Jahre haben die traditionellen Grenzen der Robotik und Automatisierung überwunden. Besonders deutlich erkennbar ist es an der neuen Generation von Roboter, den sogenannten Cobots bzw. kollaborierenden Robotern. Sie können von Mitarbeitern „trainiert“ werden, um Aufgaben auszuführen, die früher als schwierig oder gesundheitsschädigend für den Menschen galten.

Das Potenzial der Automatisierung von Fertigungsprozessen

Möchte man die technische Machbarkeit der Automatisierung genauer untersuchen, sollte man grundsätzlich die Arbeitstätigkeiten und nicht die Berufe an sich untersuchen. Ein Beruf setzt sich aus mehreren Arten von Tätigkeiten zusammen, die unterschiedlich gut durch Automatisierungstechnologie automatisiert werden können. Der Grad der technischen Machbarkeit ist je nach Anwendung sehr unterschiedlich.

McKinsey kam zu der Erkenntnis, dass 87 Prozent der Stunden, die Arbeiter in Produktionsberufen verbringen, automatisierbar sind. Aber auch in anderen Berufen der Industrie (z.B Technik, Instandhaltung, Materialbewegung, Management und Verwaltung) gibt es laut McKinsey noch viele Möglichkeiten zur Automation, da etwa 45 Prozent dieser Arbeitsstunden ebenfalls automatisierbar sind.

Kollaboration mit Roboter

Was kann automatisiert werden – Zu berücksichtigende Faktoren

Insgesamt geht es bei dieser Frage um fünf Faktoren. Der erste Faktor ist die technische Machbarkeit, denn sie gibt an, ob die notwendige Voraussetzung für die Automatisierung einer bestimmten Arbeitstätigkeit gegeben ist. Maschinen können eben noch nicht alles, wozu der Mensch fähig ist. Ein zweiter Faktor sind die Kosten für die Entwicklung und den Einsatz der Hardware und Software für die Industrieautomation. Das können zum Beispiel Kosten für den Cobot inklusive der Entwicklung einer kompletten Anlage für die Automatisierung sein, welche verschiedene Automatisierungstechnologien kombiniert. Ein dritter Faktor sind die Arbeitskosten mit Orientierung an Angebot und Nachfrage. In manchen Fällen sind Arbeitskräfte im Überfluss vorhanden und deutlich billiger als die Automatisierung. Das wäre ein Argument gegen die Automatisierung in der Industrie. Vorteile die über die Substitution von Arbeitskräften hinausgehen sind ein höheres Produktionsniveau, bessere Qualität und weniger Fehler. Oft sind diese Vorteile größer als die reine Senkung der Arbeitskosten. Es wird deutlich, dass Automatisierungsmöglichkeiten anhand einer klaren Strategie geprüft und bewertet werden müssen. Die Strategie sollte sich auf die Senkung der Gesamtbetriebskosten ausrichten. In der Regel nutzen Unternehmen die Möglichkeit der Automatisierung, um den Durchsatz und die Produktivität zu steigern, Abweichungen zu beseitigen und die Qualität und Agilität zu verbessern. Eine automatisierte Anlage mit Roboter kann zum Beispiel 24 Stunden am Stück die gleiche Qualität und Stückzahl liefern. Aber auch die Gewährleistung der Flexibilität sowie die Verbesserung von Sicherheit und Ergonomie ist heute ein entscheidender Faktor. Der fünfte Faktor beschäftigt sich mit den gesetzlichen Bestimmungen und der sozialen Akzeptanz. Es geht darum, inwieweit Maschinen in einem bestimmten Umfeld akzeptabel sind.

Das Potenzial für die Automatisierung lässt sich durch das Zusammenspiel dieser fünf Faktoren und den Kompromissen zwischen ihnen erkennen. Das Ziel der Automatisierung von Produktionsprozessen durch Vollautomatisierung oder Teilautomatisierung sollte sein, so viel langfristigen Wert wie möglich aus der Automatisierung zu ziehen.

Zerstört Automatisierung Arbeitsplätze?

Anpassung und Verbesserung des Humankapitals

Bei der Frage nach den Folgen der Automatisierung für die Belegschaft eines Unternehmens geht es nicht nur darum, menschliche Arbeitskräfte durch Maschinen zu ersetzen. Die Angst vor Arbeitsverlust ist einer der größten Ursachen für die Ablehnung von Automatisierungstechnologien in der Belegschaft. Daten belegen, dass derzeit nur fünf Prozent der Berufe durch Automatisierungstechnik oder Software vollständig automatisiert werden können. Das zeigt, dass durch die Anpassung und Integration aktueller Technologien die Mehrheit der Berufe zumindest bis zu einem gewissen Grad durch Automatisierung verändert werden könnte. So müssen Arbeitsplätze in vielen Fällen neu definiert und Geschäftsprozesse sowie Arbeitsplatzkulturen umgestaltet werden.

Industrieautomation Cobot

Einer der wichtigsten Komponenten für den erfolgreichen Einsatz der Industrieautomation könnte auf lange und kurze Sicht die harte Arbeit und Vorbereitung sowie Anpassung des Humankapitals sein, Menschen müssen lernen mit diesen neuen Technologien wie Cobot Roboter Hand in Hand zu arbeiten. Arbeitsplätze und Arbeitsabläufe werden sich zunehmend verändern. Deshalb wird es nötig sein, Arbeitnehmer ständig fortzubilden und umzuschulen, damit sie an der Seite von Maschinen arbeiten können. Die Folge davon sind Änderungen in den Fähigkeiten und der Denkweise sowie der Kultur, da „Mitarbeiter“ nicht nur andere Menschen, sondern auch Maschinen umfassen werden.

Insgesamt besteht der wirtschaftliche Nutzen einer Voll- oder Teilautomatisierung darin, dass knappe qualifizierte Ressourcen freigesetzt und umgeschichtet werden können. Mitarbeiter bekommen die Möglichkeit, sich auf höherwertige Aufgaben zu konzentrieren. Es bleibt spannend wie sich die Industrieautomation in Zukunft entwicklen wird. Der Trend geht ganz klar in Richtung Prozessoptimierung durch smarte Technologien.

Die Prozessautomation in der Fertigung muss genauestens auf ihre Machbarkeit und Vorteile hin überprüft werden, um Prioritäten zu setzen, welche Prozesse mithilfe von Automatisierungstechnologien umgewandelt werden sollen. So entfaltet die Investition in Automatisierung ihre maximale Wirkung für das Unternehmen.

Der Cobot Preis – Welche Kosten muss man einbeziehen?

Cobot Preis

Der Cobot Preis ist für jedes Unternehmen eine wichtige Frage. Pauschal lässt sich die Frage nach dem Preis für einen kollaborierenden Roboter nicht beantworten. Dazu sind die Kosten für einen Cobot von zu vielen Faktoren abhängig, denn je nach Anwendung fallen sie unterschiedlich aus. Wir möchten hier deutlich machen, mit welchen Kosten der Anwender rechnen muss und ab wann sich eine Investition in Cobots lohnt.

Mit welchen Kosten müssen Sie rechnen?

Hierbei müssen wir zwischen den Anschaffungskosten und den Betriebskosten eines kollaborierenden Roboters unterscheiden. Die Anschaffungskosten eines Cobots sind für viele Anwender der entscheidende Faktor, für andere dagegen die Betriebskosten.

Die Anschaffungskosten eines Cobots

Im Wesentlichen umfassen die Anschaffungskosten:

  • Den Roboterarm
  • Die Peripherieprodukte (z.B. Greifer, Sensoren, Kameras und Software)
  • Die Integration des Cobots in Ihre Produktion

Schon hier wird deutlich, dass der alleinige Fokus auf den Cobot Preis nicht ratsam ist. Erfahrungsgemäß macht der Anteil des Roboterarms am Gesamtpreis der Applikation ca. ein Drittel aus. Je nach Anwendung müssen verschiedenen Kostenfaktoren berücksichtigt werden. Möchte man nur eine einfache Pick&Place Anwendung oder eine Maschine mit einem Cobot beschicken, benötigt man neben dem Roboterarm meist nur einen zwei-Finger-Greifer und einen Robotertisch. Eine Integration in die Produktion ist hier meist mühelos möglich. Außerdem kann der Cobot mobil genutzt werden, um für verschiedene Anwendungen genutzt zu werden. Grundsätzlich sind die Kosten für eine einfache Integration geringer.

Wesentlich komplexer gestaltet sich zum Beispiel das sogenannte Bin Picking. Hierbei wird zusätzlich eine geeignete Software benötigt, Machine Vision Systeme, Sensoren und eventuell spezielle Greifer. Gerade bei komplexen Integrationen sollte man auf eine professionelle Beratung setzen. Leider geschieht es oft, dass viele Anwender mit der Installation ihres Roboters überfordert sind und schnell resignieren, da die Applikation nicht so abläuft wie erwartet. Sie benötigen professionelle Beratung, um Ihre Idee einer automatisierten Anlage zu verwirklichen? STiMA kombiniert verschiedene Komponenten aus der Automatisierungstechnik und dem Systembau, um hochwertige Anlagen für Ihre Produktion zu bauen.

Cobot Preis

Die Betriebskosten eines Cobots

Planen Sie Ihren Cobot über Jahre hinweg in einem stabilen und unveränderlichen Produktionsschritt einzusetzen? Dementsprechend werden auch die Betriebskosten für den kollaborierenden Roboter niedriger sein.

Wartung: Es kann sein, dass Ihr kollaborierender Roboter in gewissen Zeitabständen gewartet werden muss. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, einen Servicepartner in der näheren Umgebung zu haben. Cobot-Hersteller wie Universal Robots haben deshalb schon seit Jahren damit begonnen ein großes Netz an Partnerunternehmen aufzubauen.

Zusätzliche externe Komponenten: Abhängig von den Anforderungen an die Automatisierung, muss man zusätzliche Komponenten in die Betriebskosten für einen Cobot einplanen. Das kann zum Beispiel ein externes Druckluftsystem sein.

Detaillierte Kosten: Zum Betreiben des Roboters wird Energie in Form von Strom benötigt, was auch zu den Betriebskosten gezählt werden muss. Obwohl Teil des Aufwands, verzichten viele Unternehmen auf diese Details und fokussieren sich auf die wesentlichen Aspekte.

Höhere Betriebskosten fallen an, wenn die Roboter-Applikation im Laufe der Zeit geändert werden soll. Da Cobots flexibel eingesetzt werden können, können sie für die unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden. Die Programmierung ist je nach Anwendungsfall in kurzer Zeit erledigt. Trotzdem fällt hierbei ein gewisser Aufwand für die Anpassung des Systems an. Hier sind Robotermodelle mit einer intuitiven Nutzeroberfläche im Vorteil – Sie halten Aufwand und Kosten gering.

Ab wann lohnt sich die Investition in einen Kollaborierenden Roboter?

Cobot Preis

Nachdem wir die verschiedenen Kosten beleuchtet haben, stellt sich die Frage wie sinnvoll die Investition in einen Cobot bzw. ein komplette Automatisierungslösung ist. Eine Automatisierung lohnt sich meist erst dann, wenn Kosten eingespart werden können und insgesamt ein Mehrwert generiert wird. Dazu lohnt es sich den Einsatz eines Cobots mit der manuellen Ausführung des Prozesses zu vergleichen. Cobots sind meist nur ein Teil der Automatisierungstechnik, um einen Prozess zu optimieren. Deshalb sollte man den Cobot Preis nicht getrennt von den anderen Kosten sehen. Trotzdem nehmen kollaborierende Roboter einen wesentlichen Teil in der zu automatisierenden Anwendung ein. Schnell wird klar, dass Cobots einige Vorteile mit sich bringen:

  • Produktivitätssteigerung: Wer wünscht sich nicht einen optimalen Produktionsausstoß bei bester Qualität? Dazu ist ein Cobot ist im Vergleich zur manuellen Ausführung in der Lage. In den meisten Fällen erledigt der Cobot den Prozess kostengünstiger und mit einem höheren Output.
  • Verbesserte Produktqualität: Roboter verringern den Ausschuss. Wieso? Durch ihre Wiederholgenauigkeit und Präzision sind Roboter in der Lage den gleichen Prozess immer wieder mit höchster Genauigkeit auszuführen.
  • Mitarbeiterentlastung: Das Altern der Gesellschaft führt zu einem immer größer werdenden Mangel an Fachkräften. Die Automatisierung von Prozessen hilft Ihnen, Ihre wertvollen Mitarbeiter so effizient wie möglich einzusetzen. Cobots eignen sich perfekt für repetitive und monotone Arbeitsschritte. So setzen Sie wertvolle Ressourcen frei, die an anderer Stelle gewinnbringend eingesetzt werden können.

Eine Cobot-Applikation lohnt sich, auch im Blick auf die Amortisationszeit. In der Regel werden die Kosten durch die Cobot-Applikation innerhalb von circa 12 Monaten wieder erwirtschaftet. Dabei ist nicht die höhere Mitarbeiterzufriedenheit, eine höhere Attraktivität als Arbeitgeber und eine verbesserte Arbeitsergonomie mit einberechnet.

Sie benötigen kompetente Beratung?

Automatisierung, Robotertechnik, und die Produktion der Zukunft

Cobot in der Produktion

Das Wachstum von komplett automatisierten Produktionsstätten wird durch günstigere, leistungsfähigere und flexible Technologien beschleunigt.

Robotertechnik ist überall. Ob es in der Industrie, Infrastruktur, dem Gesundheitswesen, Tourismus, Landwirtschaft, Sicherheit oder Bildung und Logistik ist – Roboter optimieren schon heute viele Prozesse. Sie können transportieren, in der Umgebung von Menschen arbeiten und Hindernisse umgehen. Die Automation von Prozessen ist in der deutschen Industrie angekommen.

Robotertechnik für die Automatisierung in Industrie 4.0

Oft werden Roboter in Verbindung mit Industrie 4.0 genannt. Industrie 4.0 teilt sich in vier große Trends auf: Fortschrittliche Robotik, 3D-Druck, Autonomes Fahren und neue Werkstoffe. Anhand der Entwicklung von Robotertechnik lässt sich erkennen, dass aufgrund der zunehmenden Funktionalität von Robotern die Zahl der möglichen Anwendungen in den verschiedenen Bereichen der menschlichen Tätigkeit ansteigt. In der Automobilindustrie, Elektroindustrie, Kunststoffindustrie und anderen Branchen steht man Herausforderungen gegenüber, die durch die Forderung nach erhöhter Produktivität und Flexibilität hervorgerufen werden. Betrachtet man die Entwicklung der Erwartungen des Marktes in Bezug auf Flexibilität, wird dies besonders deutlich. Zusätzlich zu diesen Herausforderungen müssen sich Unternehmen mit dem Mangel an Mitarbeitern beschäftigen. Wie können Unternehmen diese Herausforderungen bewältigen?

Roboter Entwicklung

Die Automatisierung von Prozessen in der Fertigung und der Intralogistik hilft dabei diese Herausforderungen zu lösen. Wir sprechen über die Automatisierung von Prozessen, nicht der Automatisierung durch Robotertechnik. Roboter sind nur ein Teil der Automatisierung. Tatsächlich gehören noch viele andere Komponenten zur Automatisierung dazu: Maschinen, Software, Steuerung und der Mensch. Automatisierung muss ganzheitlich gesehen werden. Als ein Teil von Industrie 4.0 sind Roboter allerdings die treibende Kraft der Automatisierung von Fertigungsprozessen geworden. Die Grundidee des Roboters bestand darin, eine menschliche Person dort zu ersetzen, wo schwere Arbeit geleistet werden muss. Die physischen Fähigkeiten der Menschen dienten dabei als Vorbild. Heute werden Roboter flexibler, mobiler und intelligenter.

Eine kollaborative Arbeitsumgebung

Mit fortschrittlichen Robotern in Kombination mit kollaborativen Systemen kann eine Mensch-Roboter Interaktion in der Produktion stattfinden. Im Vergleich zu den vorrevolutionären Produktionssystemen musste der menschliche Operator aufgrund von Sicherheitsvorschriften vom Roboter getrennt arbeiten. Durch Fortschritte auf dem Gebiet der Sensorik wurden Roboter kompakter und empfindlicher gegenüber ihrer Umwelt. Kollaborierende Roboter oder auch Cobots genannt, sind ein Beweis für die Entstehung einer neuen Generation von Robotern, die sich in Richtung einer zunehmenden Interaktion zwischen Mensch und Roboter orientieren.

Kollaboration mit Roboter

Das Hauptfeld von Robotertechnik ist bis heute die Industrie. Teilweise bereits heute und in Zukunft werden Prozesse in der Logistik, Gesundheit und der Versorgung durch Robotersysteme automatisiert werden. Bei der Beschreibung eines kollaborativen Roboters geht es nicht nur um die Sicherheitsmaßnahmen und Sensoren, sondern viel mehr um die kollaborative Arbeitsumgebung. Sie soll eine Umgebung sein, die für die Mensch-Roboter Interaktion angenehm ist. Aus Sicht des Cobots ist der Mensch eine Art mechanischer Kollege. Der Roboter hat die Aufgabe dem Menschen zu helfen, angestrebte Ziele zu erreichen. Automatisierte Anlagen mit integrierten Robotern können auch nach den normalen Arbeitszeiten seiner menschlichen Kollegen die Produktion fortführen. Das Konzept der Entwicklung einer Beziehung zwischen Mensch und Roboter ist einer der Leitgedanken von Industrie 4.0. Trotzdem ist eine nahe Interaktion zwischen Roboter und Mensch nicht immer wünschenswert bzw. sinnvoll. Ein Beispiel ist die Anwendung eines Cobots in einer Schweißzelle. Der Cobot hat hier die Aufgabe Teile zu schweißen, wobei mit hohen Temperaturen gearbeitet wird. Die Risikoanalyse macht deutlich, dass hierbei auf eine enge Kollaboration zwischen Mensch und Roboter verzichtet werden sollte. Trotzdem können die kompakten Cobots aufgrund ihrer anderen Vorteile hier eingesetzt werden.

Das „Internet der Dinge“ in der Automatisierung der Produktion

Das Hauptelement von Industrie 4.0 ist die künstliche Intelligenz, basierend auf dem „Internet der Dinge“. Das Internet der Dinge beschreibt das Netz aus physischen Objekten, die über das Internet miteinander interagieren und so Prozesse optimieren. Hier setzen auch wir mit unseren Automatisierungslösungen an. Die gesamte Produktion in Fertigungsbetrieben wird intelligenter, effizienter und flexibler. Die kollaborative Robotertechnik und Innovationen verändern die Geschäftsprozesse der modernen Industrie zunehmend. Kollaborierende Industrieroboter werden in Zukunft stetig intelligenter werden, aufgrund der sich abzeichnenden günstigen Bedingungen. Sie werden die Vorteile einer zuverlässigen und sicheren Zusammenarbeit demonstrieren und die Produktivität sowie Effizienz der Aufgabenerfüllung steigern.

Automatisiertes Schweißen mit Cobots

Cobot-Schweißroboter

Nach der erfolgreichen Konstruktion einer Cobot Schweißroboter-Lösung im Jahr 2019 möchten wir nun offiziell unser Produktportfolio für unsere Kunden erweitern. Cobots sind heute nicht nur in der Lage Teile von A nach B zu transportieren, sondern sie können auch anspruchsvolle Schweißaufgaben übernehmen. Erfahren Sie, welche Vorteile eine Cobot Schweißzelle mit sich bringt und für wen diese Automatisierungslösung interessant ist.

Besuchen Sie unsere Lösungen und informieren Sie sich über die Möglichkeiten von Schweißen mit Robotern: Cobot Schweißroboter

Cobot Schweißen mit UR Roboter

STiMA investiert in die Virtuelle Inbetriebnahme

Siemens MCD Sondermaschine konstruieren

Mit der Investition in die virtuelle Inbetriebnahme geht STiMA den nächsten Schritt in Sachen Digitalisierung. Welchen Nutzen möchten wir unseren Kunden durch die virtuelle Inbetriebnahme bei der Entwicklung von Lösungen für die Automation von Fertigungsprozessen bieten?

Herausforderungen im Sondermaschinenbau

Komplexe Kundenwünsche in effiziente Lösungen zu verwandeln ist für uns eine Herausforderung. Wir stellen uns ihr täglich. Automatisierte Anlagen müssen flexibel und effizient sein, strengere Normen und Standards erfüllen sowie individuellen Anforderungen entsprechen. Dabei müssen Preis und Qualität wettbewerbsfähig bleiben.

Um diese Herausforderungen meistern zu können, investiert STiMA in die Digitalisierung. Die Engineering-Software Mechatronics Concept Designer (MCD) von Siemens hilft uns aus komplexen Anforderungen Lösungen für Ihre Fertigungsprozesse zu entwickeln. Unsere Kunden und wir als Maschinenbauer profitieren dabei gemeinsam von den Vorteilen des neuen Entwicklungsprozesses. Einer dieser Vorteile ist die virtuelle Inbetriebnahme. Wie funktioniert sie und warum sollten Sie davon profitieren? Eine Frage, die wir heute beantworten möchten.

Welche Vorteile stecken in der Virtuellen Inbetriebnahme?

Virtuelle Inbetriebnahme

Die Konstruktion einer Maschine oder Anlage durchläuft in der Regel verschiedene Prozesse, die entweder aufeinander aufbauen oder mithilfe von MCD nebenher stattfinden können. Dadurch reduziert sich die Maschinenentwicklungszeit um bis zu 30 %. Bei einer Entwicklungszeit von drei Monaten entspricht dies einer Reduzierung auf ca. zwei Monate, bei gleichbleibender oder sogar besserer Qualität. Dabei werden mithilfe des Digitalen Zwillings intelligente Maschinen entwickelt, die die Reproduzierbarkeit und Effizienz der Fertigungsprozesse sicherstellen.

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Schon in der Angebotsphase ist es uns durch MCD möglich, Anforderungen mithilfe eines virtuellen Prototypen zu evaluieren. Der Prototyp ist in diesem Stadium nicht perfekt – Fragen der Machbarkeit können wir jedoch beantworten und erste Konzeptlösungen vorstellen. Die virtuelle Inbetriebnahme verbessert Ihre Entscheidungshilfe, reduziert Baukosten und beschleunigt die Einführung der Anlage in Ihren Produktionsprozess. Während der Entwicklung in MCD ist es möglich den Entwicklungsstand jederzeit präzise zu übermitteln.

Minimierte Fehlerkosten und minimierte Risiken

Die Zehnerregel der Fehlerkosten besagt: “Fehlerkosten für einen nicht entdeckten Fehler erhöhen sich von Stufe zu Stufe der Wertschöpfung um den Faktor 10.” Somit ist es für eine Organisation kostengünstiger einen Fehler früh zu entdecken und zu beseitigen. Eine Fehlersuche an der realen Anlage ist sehr kostspielig – Lange Ausfallzeiten, Programmieraufwand und das Risiko des Totalausfalls. Durch Simulationen in MCD lassen sich Fehler frühzeitig im Produktlebenszyklus entdecken. Die Folge davon ist eine Steigerung der Qualität, die schon in der Entwicklung stattfindet.

Die virtuelle Inbetriebnahme ermöglicht es die SPS Programmierung, Robotersteuerung und NC-Steuerung ohne Risiko am Digitalen Zwilling zu testen. Mechatronics Concept Designer minimiert Schäden durch falsche Bedienung, indem Maschinenbediener am Digitalen Zwilling ausgebildet werden. Wird eine Erweiterung für die Anlage benötigt, testen wir mithilfe der virtuellen Maschine in MCD die Umsetzbarkeit. So minimieren wir Ausfallrisiken.

Insgesamt hebt die Nutzung von Mechatronics Concept Designer die Entwicklung einer automatisierten Produktionsanlage auf ein höheres Level – Digital, smart und transparent. Wir möchten für unsere Kunden automatisierte Sondermaschinen entwickeln, die perfekt zu ihren Anforderungen passen und innerhalb kürzester Zeit fehlerfrei funktionieren. Können wir Ihnen bei der Automation Ihrer Prozesse helfen? Kontaktieren Sie uns heute!

Zehnerregel der Fehlerkosten
Virtuelle Inbetriebnahme