Die Automatisierung hat in fast allen Facetten der Fertigung Einzug gehalten. Nähen war jedoch traditionell eine schwierige Aufgabe für Industrierobotik und andere Automatisierungswerkzeuge. Neue Fortschritte in der Automatisierungstechnik erweitern die Welt der Automatisierung für Nähhersteller, auch für Nähaufgaben, die bisher als zu schwierig zu automatisieren galten.

Einführung in Nähroboter

Automatisiertes Nähen ist die Anwendung von Robotik auf industrielle und kommerzielle Nähaufgaben, wie das Nähen von Leder, Stoffen und Wolle. Jedes dieser Materialien stellt Herausforderungen dar, aber der Reiz erhöhter Produktionsraten, Effizienz und Zuverlässigkeit hat Roboterhersteller dazu veranlasst, Antworten auf die schwierigsten Herausforderungen zu entwickeln, die die Branche zu bieten hat.

Seit über 100 Jahren nutzen Hersteller die Automatisierung in der Textilindustrie, obwohl sie im Allgemeinen auf einfache Aufgaben wie das Schneiden beschränkt war. In den letzten Jahren sind jedoch neue Produkte auf den Markt gekommen, um diese Einschränkungen zu beseitigen.

Warum ist Nähen so schwierig?

Die Geschicklichkeit und Präzision, die erforderlich sind, um lose, winzige Stofffäden zu handhaben, kann mechanisch sehr schwer zu erreichen sein. Die Fäden neigen zu Verschiebungen, Fehlausrichtungen und Dehnungen. Darüber hinaus neigen Stoffe zu Unvollkommenheiten, die beim Nähen feine Anpassungen erfordern.

Die aktuelle Generation der maschinellen Bildverarbeitung und Fortschritte in der Roboter-Endeffektor-Technologie (die „Hände“ des Roboters) haben Stoffherstellern eine Welt voller Möglichkeiten eröffnet. Die maschinelle Bildverarbeitung ermöglicht es Robotern, auf Probleme mit dem Material zu reagieren, indem sie im Wesentlichen „sehen“, wenn der Stoff falsch ausgerichtet oder zerknittert wird, und Anpassungen vornehmen können. Fortschritte bei Roboterbewegungen und Endeffektoren ermöglichen eine zunehmend verfeinerte Steuerung. Funktionen wie die Drehmomentsteuerung vermitteln ein „Gefühl“ für den richtigen Druck und die Spannung, die auf das Material ausgeübt werden.

So funktioniert Roboternähen

In der Tat ist das Roboternähen eine Nischenautomatisierungsanwendung mit spezifischen Anforderungen. Zum Beispiel werden viele Nähroboter speziell nach den spezifischen Spezifikationen eines Unternehmens gebaut – es gibt keine Einheitslösung, die für alle passt, wie sie in anderen Branchen zu finden ist. Nähroboter erfordern auch eine einzigartige Mechanik, um Materialien zu nähen, wie Nähköpfe, zusätzliche Greifer und mehrere Roboterarme und Endeffektoren.

Arten von Nährobotern

Wie in jeder anderen Branche auch, eignen sich nur bestimmte Robotertypen für Nähanwendungen. Sie sind oft mit speziellen Optionen ausgestattet, die speziell für die Herausforderungen des industriellen Nähens entwickelt wurden, darunter:

1. Sechsachsige Industrieroboter
2. Kollaborative Roboter
3. Kartesische Roboter
4. Zweiarmige Roboter

Vergleich verschiedener Nähoptionen

Hersteller, die ihre Nähvorgänge automatisieren möchten, haben je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung und des Unternehmens einige Optionen.

Nähautomatisierungslösungen ermöglichen es Herstellern, ihre Produktionskapazität auf verschiedene Weise zu steigern. Robotik kann den Durchsatz und die Konsistenz sowie die Wiederholbarkeit erhöhen. Diese Robotersysteme verursachen im Allgemeinen weniger Abfall und Ausfallzeiten und erhöhen die Produktivität. Hier sind einige der wichtigsten Optionen, die Sie in Betracht ziehen sollten:

Kartesische Roboter

Kartesische Roboter (oben abgebildet) sind große Geräte, die hochgradig skalierbar sind. Diese beliebten Systeme werden bei Nähprozessen aller Größenordnungen angewendet. Sie nähen mehrere Produkte gleichzeitig mit mehreren Nähkopfaufsätzen. Darüber hinaus können diese Systeme über hochpräzise Technik verfügen, um Konsistenz zu gewährleisten. Es gibt jedoch Nachteile. Kartesische Roboter sind große, komplexe Industriemaschinen und können im Vergleich zu anderen Optionen teuer sein.

Gelenkarme

Sechsachsige, kollaborative und zweiarmige Roboter sind eine andere Art von Automatisierungslösung. Diese Roboter stellen eine Untergruppe von Robotern dar, die als Gelenkarme bezeichnet werden. Diese Maschinen sind sehr geschickt und eignen sich perfekt für heikle Aufgaben wie das Nähen, bei denen Stoffe widerspenstig sein können und Feinmotorik erfordern. Und weil sie sich so gut für eine Vielzahl von Anwendungen eignen, lassen sie sich leicht neu programmieren und für eine andere Aufgabe einsetzen. Diese Roboter sind so anpassungsfähig, dass es keinen Grund gibt, warum ein Näh-Cobot nicht für eine Schweißaufgabe eingesetzt werden kann. Tauschen Sie den Endeffektor gegen etwas aus, das besser zum Schweißen geeignet ist, und er kann neu programmiert werden. Ein kartesischer Roboter ist jedoch zweckgebunden und würde eine erhebliche Überholung der mechanischen Komponenten erfordern, um ihn in einer neuen Anwendung wie dem Plasmaschneiden wieder einzusetzen. Cobots profitieren auch von ihrer Zusammenarbeit – sie sind so konzipiert, dass sie in der Nähe von Menschen mit einem geringeren Verletzungsrisiko arbeiten.

Selbst hochgradig anpassungsfähige Roboterarme haben jedoch ihre Grenzen. Sie skalieren nicht so gut wie kartesisch und können normalerweise nicht mehrere Kleidungsstücke gleichzeitig nähen. Sie bieten auch nicht die gleiche Geschwindigkeit und Präzision wie kartesische Roboter.

So integrieren Sie einen Nähroboter

An diesem Punkt könnten Sie sich über die Aussicht freuen, einen Teil Ihres Nähprozesses zu automatisieren. Es sind jedoch noch einige wesentliche Schritte zu unternehmen, um eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Definieren Sie den Umfang Ihres Projekts

Der wichtigste Teil des Prozesses beginnt wenig überraschend am Anfang. Die richtige Definition des Umfangs Ihres Projekts wird eine große Rolle bei einer erfolgreichen Implementierung spielen. Sie sollten Faktoren berücksichtigen wie:

1. Details und Merkmale Ihres Produkts
2. Klären Sie die genauen Schritte im Produktionsprozess
3. Definieren Sie Metriken und Key Performance Indicators (KPIs) rund um den aktuellen Prozess (Produktionsrate, Effizienz, Betriebszeit usw.) und Ihr gewünschtes Ergebnis nach der Automatisierung
4 Identifizieren Sie die wahren Kosten im Zusammenhang mit dem Prozess (Rohstoffe, Arbeit usw.)
5. Definieren Sie Ihr verfügbares Budget