Was ist ein industrieller Roboterarm?
Ob in der Fertigung, im Automobilbau oder in der Landwirtschaft - Industrieroboterarme gehören heute zu den am häufigsten eingesetzten Robotertypen.
Die Roboterarme, die auch als Gelenkarme bezeichnet werden, sind schnell, zuverlässig und genau und können so programmiert werden, dass sie eine unendliche Anzahl von Aufgaben in einer Vielzahl von Umgebungen erledigen. In Fabriken werden sie eingesetzt, um sich wiederholende Aufgaben zu automatisieren, wie z. B. das Auftragen von Farbe auf Geräte oder Teile; in Lagern, um Waren von Verteilerbändern zu entnehmen, auszuwählen oder zu sortieren, um Kundenbestellungen zu erfüllen; oder auf einem landwirtschaftlichen Feld, um reife Früchte zu pflücken und auf Lagerschalen zu legen. Und mit der Weiterentwicklung von Robotertechnologien und der zunehmenden Vernetzung von Industrieumgebungen werden die Fähigkeiten von Roboterarmen erweitert, um neue Anwendungsfälle und Geschäftsmodelle zu ermöglichen.
Bisher musste einem Roboterarm beigebracht werden, eng definierte Aufgaben zu erfüllen, wie z. B. das Aufnehmen eines bestimmten Objekts von einem bestimmten Ort mit einer bestimmten Ausrichtung. Roboter waren nicht in der Lage, einen bestimmten Objekttyp unter vielen zu identifizieren, eine Objektposition mit einer gewissen Toleranz zu bestimmen (eher eine Fläche als eine exakte Position) oder den Griff an die Objektausrichtung anzupassen.
Dank Geräten wie Intel® RealSense™ hochauflösenden Tiefenkameras, leistungsstarken CPUs und GPUs und KI-Technologien wie dem Intel® Distribution of OpenVINO™ Toolkit sind Roboterarme heute mit der Sensorik und Intelligenz ausgestattet, um neue Aufgaben zu erfüllen. Diese intelligenten, visuell unterstützten Roboter können Objekte in ihrer Umgebung erkennen, sie nach Typen unterscheiden und sie entsprechend manipulieren. Diese Fähigkeiten ermöglichen es den Robotern, genauer und gleichmäßiger, sicherer und schneller als bisher zu arbeiten. Sie erweitern auch das Spektrum der Aufgaben, die Roboter erledigen können.
Mit diesen Fortschritten in den Bereichen maschinelles Sehen, KI und Netzwerktechnologien können Roboterarme nun ihre Umgebung sehen, analysieren und darauf reagieren, während sie gleichzeitig wertvolle Daten und Erkenntnisse an Anlagen- und Unternehmensmanagementsysteme übermitteln. Ein Bereich, der von dieser Umstellung profitiert, ist die Anlagenwartung (einschließlich Roboter). Der Roboter kann die Daten direkt vor Ort berechnen oder zur Fernüberwachung an einen Server oder die Cloud übertragen. Dieses Verfahren ermöglicht eine vorausschauende Wartung, die wiederum dazu beiträgt, die Wartungskosten zu senken und die Maschinenverfügbarkeit zu verbessern.
Die Vorteile von industriellen Roboterarms
Unternehmen können mehrere Vorteile von industriellen Roboterarmen realisieren:
- Verbesserte Sicherheit. Die Roboterarme tragen zur Sicherheit der Arbeiter bei, indem sie in gefährlichen Umgebungen arbeiten und Aufgaben ausführen, die ein hohes Verletzungsrisiko für Menschen darstellen.
- Verbesserte Effizienz und Produktivität. Die Roboterarme können 24 Stunden am Tag, sieben Tage in der Woche arbeiten, ohne zu ermüden, so dass Unternehmen die Produktion, Inspektionen oder andere Aufgaben kontinuierlich durchführen können, um den Output zu steigern.
- Verbesserte Präzision. Roboterarme sind von Natur aus beständiger und genauer als Menschen, wenn es um Aufgaben geht, die extreme Präzision oder Konsistenz erfordern.
- Größere Flexibilität. Je nach Bedarf können die Roboterarme für neue Tätigkeiten eingesetzt oder auf verschiedenen Plattformen montiert werden, z. B. auf autonomen mobilen Robotern (AMRs), einer stationären Fließbandplattform, einer Wand oder einem Regal.
Industrielle Roboterarmkomponenten
Roboterarme, die so heißen, weil sie einem menschlichen Arm ähneln, sind in der Regel an einer Basis befestigt.
Der Arm enthält mehrere Gelenke, die als Achsen fungieren, die ein gewisses Maß an Bewegung ermöglichen. Je mehr Drehgelenke ein Roboterarm hat, desto mehr Bewegungsfreiheit hat er. Bei den meisten Industrieroboterarmen werden vier bis sechs Gelenke verwendet, die die gleiche Anzahl von Drehachsen für die Bewegung bieten.
Neben den Drehgelenken umfassen die Komponenten des Roboterarms die Robotersteuerung, ein Werkzeug am Ende des Arms, Aktuatoren, Sensoren, Bildverarbeitungssysteme, Stromversorgungssysteme und Softwarekomponenten.
Werfen Sie einen genaueren Blick auf einen Roboterarm in der folgenden Grafik:
Roboterarm-Anwendungen
Einer der wichtigsten Vorteile von Industrieroboterarmen ist ihre Vielseitigkeit bei der Unterstützung verschiedener Anwendungen - von den einfachsten bis zu den komplexesten Aufgaben in den sichersten oder rauesten Umgebungen. Die Automatisierung dieser Art von Aufgaben entlastet nicht nur die menschlichen Mitarbeiter von möglicherweise gefährlichen Situationen, sondern ermöglicht es ihnen auch, hochwertige Aufgaben zu übernehmen, wie z. B. den Kontakt mit den Kunden.
Im Folgenden werden einige der gängigsten Methoden vorgestellt, mit denen Hersteller heute Roboterarme einsetzen:
Palettierung
Mit Hilfe von Roboterarmen kann der Prozess der Platzierung von Waren oder Produkten auf Paletten automatisiert werden. Durch die Automatisierung des Prozesses wird die Palettierung genauer, kostengünstiger und vorhersehbarer. Der Einsatz von Roboterarmen entbindet auch menschliche Arbeitskräfte von der Ausführung von Aufgaben, die ein Risiko für Körperverletzungen darstellen.
Materialbearbeitung
Mit Hilfe von Roboterarmen für die Materialhandhabung kann ein sicheres und effizientes Lager geschaffen werden, indem sichergestellt wird, dass Waren und Materialien ordnungsgemäß gelagert, leicht auffindbar sind oder korrekt transportiert werden. Durch Automatisierung dieser Prozesse kann die Auslieferung von Waren an Kunden beschleunigt, Arbeitsunfälle vermieden und die Effizienz einer Anlage verbessert werden.
Schweißen
Schweißarbeiten sind Aufgaben, die von Robotern in fortgeschrittenen industriellen Umgebungen wie der Automobilherstellung ausgeführt werden können. Angesichts der kritischen Auswirkungen auf die Produktqualität ist das Schweißen ein hervorragender Kandidat für fortschrittliche Robotik mit Bildverarbeitung und KI-Ergänzung für die Inline-Qualitätsprüfung.
Inspektion
Die Qualitätsprüfung wird in der Regel am Ende einer Produktionslinie durchgeführt, was die Erkennung von Qualitätsproblemen in der Produktion verzögert. Durch die Erweiterung von Robotern mit Bildverarbeitungs- und KI-Systemen können Unternehmen von Echtzeit-Inspektionen profitieren und so Abfall und Ausfallzeiten reduzieren.
Wählen und Platzieren
Pick-and-Place-Roboter werden in der Regel in der modernen Fertigung und Logistik eingesetzt. Sie verfügen über fortschrittliche Bildverarbeitungssysteme, um ein Objekt zu identifizieren, es zu greifen und es schnell und effizient von einem Ort zum anderen zu bewegen, um die Geschwindigkeit der Produktion und des Vertriebs von Waren zu erhöhen.
Einer der wichtigsten Vorteile von Industrieroboterarmen ist ihre Vielseitigkeit bei der Unterstützung verschiedener Anwendungen - von den einfachsten bis zu den komplexesten Aufgaben in den sichersten oder rauesten Umgebungen.
Kundenstorys
Zahlreiche Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen nutzen Intel® Technologien, Lösungen und Partner für den Einsatz intelligenter Roboterarme.
Der Automobilhersteller Audi beispielsweise hat sich mit Intel und Nebbiolo Technologies zusammengetan, um durch den Einsatz von Intel-gestützten Roboterarmen, maschinellem Lernen und prädiktiver Analytik die Schweißnahtprüfung zu verbessern und kritische Qualitätskontrollprozesse in seinen Fabriken zu optimieren1.
RightHand Robotics arbeitete auch mit Intel zusammen, um die automatische Lagerabwicklung mit seiner softwaregesteuerten, hardwarefähigen RightPick2-Plattform zu revolutionieren. RightPick2 nutzt Intel® RealSense™ Kameras, um mit Hilfe von Computer Vision Technologie eine End-to-End-Lösung bereitzustellen, die jeden Artikel automatisch handhaben kann - die Kommissionierung und Platzierung von Tausenden von Artikeln in hoher Geschwindigkeit und mit hoher Zuverlässigkeit.
Aufbau von Industrieroboterarmen mit Intel® Technologien
Intel bietet von CPUs und GPUs mit integrierter KI-Beschleunigung bis hin zu freien Algorithmen, Middleware und Referenzimplementierungen die Hardware, Software und einsatzbereiten Lösungen, die Sie für die Entwicklung und den Einsatz industrieller Roboterarme benötigen.
Intel® Prozessoren für IoT- und Embedded-Anwendungen bieten leistungsstarke Rechenfunktionen, die für den automatisierten Betrieb benötigt werden.
Intel® RealSense™ Produkte verleihen Roboterarmen die Fähigkeit, ihre Umgebung wahrzunehmen und Objekte zu verstehen. Eine robuste Reihe von Tiefenkameras ermöglicht eine Tiefenkartierung, die unerlässlich ist, um sicherzustellen, dass Roboterarme in verschiedenen Umgebungen und unter unterschiedlichen Bedingungen arbeiten können.
Die Intel® Distribution des OpenVINO™ Toolkits ermöglicht es Entwicklern, umfassende KI-Inferenzen mithilfe eines Modelloptimierers sowie Laufzeit- und Entwicklungstools zu optimieren, abzustimmen und auszuführen, was einen reibungsloseren Entwicklungsprozess und ein einmal erstelltes und überall einsetzbares Modell ermöglicht.
Intel® Technologien und Lösungen für Edge
Das Intel Lösungsportfolio und das Branchen-Ökosystem unterstützen Sie bei der Entwicklung und Bereitstellung von Edge-Lösungen.
Der Intel® Edge Software Hub bietet bewährte Software zum Lernen, Entwickeln und Testen Ihrer Lösungen für den Edge-Bereich.
Intel® Edge Insights for Industrial ist ein weit verbreitetes, sofort einsatzbereites Software-Referenzdesign für die Video- und Zeitreihendateneinspeisung. Es enthält KI-Analysen und kann in lokalen Anwendungen oder in der Cloud veröffentlicht werden. Und da es auf Docker basiert, ist es einfach, Änderungen an Ihren Anwendungen vorzunehmen.
Intel® Edge Controls for Industrial ist eine kostenlose, softwaredefinierte Referenzplattform für industrielle Steuerungen. Es kombiniert echtzeitnahe deterministische Datenverarbeitung und funktionale Sicherheit und normenbasierte industrielle Konnektivität mit IT-ähnlichem Management.
Die Vision-Produkte von Intel® für Computer-Vision-Lösungen bieten eine robuste Auswahl an Allzweck-CPUs und speziell entwickelten Beschleunigern für den Einsatz von Bildverarbeitungssystemen im Edge-Bereich.
Die Bildverarbeitungslösungen von Intel® für die Industrie 4.0 vereinen Hardware, Software und einsatzbereite Lösungen für die industrielle Bildverarbeitung, intelligente Fertigung und industrielle Steuerungssysteme, die für Robotiklösungen, industrielle Automatisierung, vorausschauende Wartung, automatische Bildverarbeitungsinspektion zur Fehlererkennung und vieles mehr entscheidend sind.
Intel bringt Roboterarme auf die nächste Stufe
In allen Branchen stehen Unternehmen unter dem Druck, ein neues Produktivitäts- und Effizienzniveau zu erreichen und gleichzeitig die Sicherheit am Arbeitsplatz zu verbessern. Durch eine Zusammenarbeit mit Intel können Unternehmen ihre Roboterarme mit fortschrittlichen Sensortechnologien, künstlicher Intelligenz, maschinellem Sehen und Computer Vision sowie Edge Networking drastisch verbessern, um nicht nur neue Produktivitäts- und Leistungsanforderungen zu erfüllen, sondern sich auch einen Wettbewerbsvorteil in einer sich ständig verändernden Welt zu verschaffen.