Die Roboterzelle – Unverzichtbares Multitool für die Fertigung

Was ist eine Roboterzelle?

Eine Roboterzelle ist eine abgegrenzte Arbeitsumgebung, in der ein Roboter entweder allein oder in Zusammenarbeit mit anderen Maschinen automatisch Aufgaben ausführt. Roboter sind wie ein Schweizer Taschenmesser: vielseitig und präzise. Sie können auch ein bisschen gefährlich sein, aber dazu später mehr. Eine Roboterzelle wird für Prozesse wie Montage, Schweißen, Lackieren, Be- und Entladen von Maschinen oder Verpacken eingesetzt. In der modernen Industrie ist sie ein wichtiger Bestandteil der Automatisierung und trägt zur Optimierung von Produktionsprozessen bei.

Modular, Flexibel und Mobil – So setzt sich eine Roboterzelle zusammen

Durch die Integration von Steuerungselementen, Sicherheitsvorrichtungen und ergänzenden Werkzeugen ermöglicht die Roboterzelle eine effiziente und präzise Ausführung von Arbeitsabläufen. Wie der Name vermuten lässt, ist die wichtigste Komponente der Roboter. Je nach Anforderung an die Aufgaben handelt es sich dabei um einen Industrieroboter oder um einen kollaborierenden Roboter (Cobots).

Die Zelle besteht aus mehreren Komponenten. Das Steuerungssystem steuert und koordiniert die Bewegungen des Roboters und anderer Komponenten in der Zelle.  Greifer und Werkzeuge dienen zur Bauteilaufnahme. Sollte der gewünschte Greifer nicht als Standard zur Verfügung sein, kommt STiMA Vorrichtungsbau zum Einsatz. Hier werden individuelle Greifer und Werkzeuge gebaut.

Sind Roboter ein Sicherheitsrisiko für Ihre Mitarbeiter? Hier muss zwischen kollaborierenden Robotern (Cobots) und normalen Industrierobotern unterschieden werden. Cobots sind mit einer Sicherheitstechnik ausgestattet, die es ermöglicht, dass Mensch und Maschine Hand in Hand arbeiten können. Kommt es zu einer Kollision mit einem Menschen, wird sofort ein Sicherheitsstopp ausgelöst. Dennoch gibt es Anwendungen, die eine Trennung von Mensch und Maschine erfordern. Zum Beispiel, wenn der Cobot mit spitzen Gegenständen umgehen muss. Für die Arbeitssicherheit werden Lichtschranken, Schutzzäune oder Sensoren in die Roboterzelle integriert, die den Arbeitsbereich des Roboters absichern und den Menschen vor möglichen Gefahren schützen.

Mobile Roboterzellen sind mit Rollen und Spann- oder Andocksystemen ausgestattet, damit sie flexibel von einer Anlage zur nächsten gefahren werden können. Fördersysteme transportieren die Materialien oder Produkte in die Roboterzelle hinein und hinaus. Je nach Aufgabe, gibt es unterschiedliche Anforderungen an eine Roboterzelle. Flexible Roboterzellen vereinen spezifische Aufgaben in einer Zelle: Zum Beispiel wie Montage, Schweißen, Lackieren oder Verpacken. Eine flexible Roboterzelle ist meist modular aufgebaut und deckt unterschiedliche Aufgaben ab. Dadurch kann eine flexible Roboterzelle unterschiedlicheche Produkte mit wenig Ausschuss produzieren.

Wo werden Roboterzellen eingesetzt?

Die Einsatzgebiete von Roboterzellen sind vielfältig. Derzeit bereichern neue Technologien immer wieder das Aufgabenspektrum von automatischen Anlagen.

Montage
In der Automobil- und Elektronikindustrie werden Roboterzellen häufig zur Montage von Bauteilen eingesetzt, um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen und gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.

Schweißen
Roboterzellen sind ideal für Schweißarbeiten, da sie präzise und schnell arbeiten und gleichzeitig die Sicherheit am Arbeitsplatz erhöhen. Schweißer sind am Arbeitsmarkt kaum noch zu finden. Deshalb müssen automatisierte Lösungen her. Das Roboterschweißen ist die ideale Lösung für pausenloses Schweißen. Nach Anforderung kann hier zwischen einer individuellen STiMA Lösung auch eine Standardlösung (z.B.: ABB FlexArc) gewählt werden.

Palettieren und Verpacken
Täglich mehrere Stunden schwere Kisten heben und absetzen. Jeder weiß: Das ist gesundheitsschädlich. Robotern macht es nichts aus, schwere Lasten zu heben und immer wieder die gleichen Bewegungen auszuführen. Palettieren mit Robotern steigert die Effizienz und sorgt für einen höheren Output. Ihre Mitarbeiter werden es Ihnen danken.

Maschinenbe- und entladung
Eine der häufigsten Automatisierungen mit Roboterzellen: Das Be- und Entladen von Maschinen. Der Roboter bestückt Werkzeugmaschinen und entnimmt fertige Teile aus der Maschine. Meist sind in einer Roboterzelle auch nachgelagerte Prozesse wie Entgraten, Tauchbad o.ä. integriert.

Welche Vor- und Nachteile von Roboterzellen gibt es?

Die Automatisierung mit Roboterzellen ist oft mit hohen Anfangsinvestitionen für Anschaffung und Implementierung verbunden. Insbesondere in der verarbeitenden Industrie kann die Automatisierung zum Verlust von Arbeitsplätzen führen. Positiv ist jedoch, dass durch die Automatisierung Mitarbeiter in anderen Bereichen eingesetzt werden können, in denen ein Mangel besteht.

Mit Roboterzellen werden Ihre Mitarbeiter von gefährlichen oder sich wiederholenden Tätigkeiten entlastet. Dadurch wird das Risiko von Arbeitsunfällen in Ihrer Produktion erheblich reduziert. Der Nachteil: Roboter sind schwer zu programmieren. Dies könnte als Nachteil angesehen werden. Die Realität sieht jedoch so aus, dass die Programmierung von Robotern immer einfacher wird. Durch neue Programmiermethoden wie Drag & Drop und vorgefertigte Befehle wird die Roboterprogrammierung immer einfacher. Selbst Laien können heute ohne großen Aufwand Roboter programmieren. Dadurch können Roboterzellen flexibel in der Produktion eingesetzt werden. Das heißt, eine Zelle kann nicht nur eine, sondern mehrere Produktvarianten herstellen. Dafür sind keine langwierigen Umrüst- oder Programmierarbeiten notwendig. Dieser Zustand kann jedoch nicht verallgemeinert werden, da es gerade im Bereich der Industrieroboter viele Roboter mit komplexen Steuerungen gibt. Die Roboterhersteller wollen aber immer mehr von der komplizierten zur einfachen Programmierung übergehen.

Einer der größten Vorteile einer Roboterzelle sind die Kosteneinsparungen durch Effizienzsteigerungen und einer höheren Produktivität. Roboterzellen erhöhen die Produktionsgeschwindigkeit und reduzieren menschliche Fehler.

Modular, flexibel und mobil – Beispiele

Die Zukunft von Roboterzellen

In den kommenden Jahren ist mit einem weiteren Wachstum des Marktes für Roboterzellen zu rechnen. Die fortschreitende Digitalisierung und Industrie 4.0 treiben die Nachfrage nach Automatisierungslösungen. Unternehmen setzen zunehmend auf Roboterzellen, um ihre Produktionsprozesse zu optimieren und wettbewerbsfähig zu bleiben.

Ein Trend für die Zukunft von Roboterzellen ist die Entwicklung von kollaborativen Robotern (Cobots), die direkt mit menschlichen Mitarbeitern zusammenarbeiten können. Sie ermöglichen eine flexiblere und effizientere Produktion, indem sie die Stärken von Mensch und Roboter kombinieren.

Schließlich könnten Fortschritte in der künstlichen Intelligenz und beim maschinellen Lernen dazu führen, dass Roboterzellen autonomer werden und komplexere Aufgaben übernehmen können. Das Potenzial von Roboterzellen ist enorm und wird die Industrie weiter revolutionieren.