Roboter in der Produktion: Kosten sparen und Produktivität steigern

Einsatz von Robotik in der Produktion – Die Vorteile 

Bei allen Roboteranwendungen ist ein Ziel: Prozess und Abläufe zu automatisieren. Die Beweggründe, dies zu tun, sind unterschiedlich. Prinzipiell steckt das Zieldreieck der Produktion – Zeit, Kosten, Qualität – hinter dem Robotereinsatz.

1. Vorteil: Roboter sorgen für Einsparungen von Personalkosten

Ein Roboter kann sehr gut einfache, sich wiederholende Tätigkeiten übernehmen. Das kann der Teiletransport zwischen einzelnen Prozessschritten sein, die dicht beieinanderstehen. Oder der Roboter übernimmt die Montage von Einzelteilen, beispielsweise das Zusammenstecken oder Verschrauben von Teilen in der Vormontage.

Damit ersetzt der Roboter menschliche Arbeit und spart somit die Personalkosten.

Beispiel: Rechnen Sie mit etwa 40.000 € Lohnkosten für einen Mitarbeiter in der Produktion, so kann der Roboter bei Übernahme der Arbeit eines Mitarbeiters in 3 Schichten 120.000 € pro Jahr einsparen. Wichtig ist, dass die Prozesse, die der Roboter bedient, robust arbeiten, sich selbstständig auf unterschiedliche Teiletypen umstellen und die Materialzu- und -abführung zur Roboterzelle aufwandsarm geschieht.

Tipp: Eine REFA-Analyse über die wegfallenden und ggf. hinzukommenden Tätigkeiten von Mitarbeitern lohnt sich an der Stelle.

2. Vorteil: Produktivität um bis zu 30 % steigerungsfähig

Der Roboter bewegt die Teile schneller zwischen den einzelnen Prozessen und ermüdet nicht. Die Folge:

• Stillstandzeiten von Bearbeitungsmaschinen werden reduziert.
• Durch die Verkettung in der automatisierten Bearbeitungszelle können Übergabezeiten so weit optimiert werden, bis der Engpass an einer Fertigungsmaschine auftritt.
• Eine Mengensteigerung von 10 bis 30 % ist laut Aussagen der Roboterhersteller möglich.
• Die geringeren Wartezeiten verbessern auch die Gesamtdurchlaufzeit von Aufträgen in der Produktion.
• Das schafft Zeit für flexibles Reagieren auf Kundenwünsche und reduziert Lagerbestände.

Zusätzlich kann der Roboter vorbereitende Arbeiten übernehmen. Das kann ein Vorfräsen der Struktur, eine Qualitätsprüfung oder ein Markieren sein. Die Möglichkeiten sind vielzählig und hängen vom individuellen Prozess ab.

Durch die Übernahme der Arbeiten und ggf. auch das Parallelisieren von Tätigkeiten (Markieren und Transportieren) entstehen zusätzlich Produktivitätspotenziale.

3. Vorteil von Robotern in der Produktion: Steigerung der Produktqualität

Gerade bei sich sehr häufig wiederholenden Tätigkeiten, die darüber hinaus auch einfach sind, ermüdet ein Mitarbeiter. Oft sind Fehler die Folge. Ein Roboter hat eine viel höhere Wiederholgenauigkeit. So können Produkte mit gleichbleibender Qualität produziert werden. Höhere Qualität bedeutet weniger Nacharbeit oder Materialkosten für Ausschuss.

Gerade im Umfeld von Oberflächenbeschichtungen oder im Umgang mit sensiblen, z. B. kratzempfindlichen Bauteilen bieten Roboter erhebliche Einsparpotenziale durch eine bessere Produktqualität. So konnte beim Beschicken einer Formteilepresse in einer Werkzeugmaschine für Aluminiumölfilter der Ausschuss von 10 auf 2 % reduziert werden. Leichtbauroboter sind klein und können so einfacher in das Maschinenumfeld integriert werden. In einer Spritzgussanwendung entnimmt der Roboter die Bauteile und legt sie auf einem Förderband ab. Somit ließen sich Schäden am Bauteil verhindern.

Bei einer Gussteileproduktion mit Nachbearbeitung, Entgraten und Montage wurden 25 Roboter in eine Zelle integriert. Die Produktivität und die Qualität konnten um 50 % gesteigert werden. Dabei wurden die Produktionskosten signifikant gesenkt.

4. Vorteil: Robotik senkt die Energiekosten um bis zu 26 %

Zwar benötigt der Roboter Energie, aber die Umgebung kann kühler und dunkler ausfallen als bei menschlicher Arbeit. Jedes Grad weniger an Raumtemperatur spart etwa 6 % Heizkosten. Weitere 10 % entfallen auf unnötige Beleuchtung. Rechnet man nun unnötige Stillstandzeiten von Werkzeugmaschinen hinzu, kann der Energiebedarf um weitere 10 % reduziert werden. Denn der Verbrauch einer Werkzeugmaschine ist im Stillstand durch die Kühlaggregate und die Achsenregelung fast genauso hoch wie während der Bearbeitung.

Wichtig bei der Roboteranwendung ist ein möglichst langsames Anfahren und Abbremsen. Auch eine unnötig hohe Genauigkeit bei Bahnkurven sollte vermieden werden. Diese Maßnahmen reduzieren den Energiebedarf des Roboters!