发布日期：2025年4月9日 / 更新日期：2025年4月9日 – 作者：Konrad Wolfenstein
将二手机器人高效集成到现有制造流程中——图片来源：Xpert.Digital
节省高达 60% 的成本：在制造业中使用二手机器人
降低成本，提高效率：再生机器人的未来
将二手机器人集成到现有制造环境中，为企业提供了一个以经济高效且可持续的方式实现自动化目标的战略机遇。通过将成熟技术与现代集成方法相结合，企业可以实现高达 35% 的生产效率提升，同时与新购置相比，投资成本降低 40% 至 60%。本报告基于当前的最佳实践和技术发展，系统地分析了成功实施的关键因素。
适合：
战略准备和过程分析
在将二手机器人投入生产之前，对现有生产流程进行全面分析至关重要。弗劳恩霍夫自动化与自动化研究所 (Fraunhofer IPA) 的研究表明，68% 的自动化项目失败的原因是用例定义不明确。
可行性研究和投资回报率计算
有效的经济分析不仅要考虑购置成本，还要考虑改造费用、能源消耗和维护成本。对于一台二手的库卡KR 210拖拉机，通常可以计算出18-24个月的摊销期，这是基于每天节省相当于2.3个人班次的成本计算得出的。诸如RoboDK仿真平台之类的工具，利用模拟真实生产场景的数字孪生模型，能够进行精确的计算。
现有基础设施的兼容性检查
集成二手机器人需要对接口兼容性进行详细评估。像 KUKA KRC2 这样的老旧控制系统可以通过加装 OPC UA 接口来实现与工业物联网 (IIoT) 平台的连接。关键因素包括：
- 电源（400V 与 480V 系统）
- 现场总线协议（Profinet、EtherCAT、DeviceNet）
- 根据 ISO 10218-2 标准的安全概念
选择和采购优化的机器人系统
如今的二手机器人市场提供超过120种不同型号的机器人，并拥有标准化的认证。像Surplex.com这样的平台每月列出超过500台翻新设备，其中包括ABB IRB 6600码垛机和FANUC M-710iC搬运机器人。
大修标准和质量保证
像KUKA改装服务这样的领先供应商通过72项检查来保证这一点：
- 更换所有易损件（变速箱、密封件）
- 校准精度为±0.05mm，重复性良好
- 12个月全面保修，包括备件物流
- 记录在案的运行时间低于 20,000 小时，被认为是剩余使用寿命至少为 5 年的指导原则。
模块化和可扩展性
像ABB IRB 4600这样的现代二手机器人可以加装模块化夹爪系统（例如SCHUNK EGP）和视觉传感器（基恩士CV-X系列）。与定制解决方案相比，这种灵活性可降低高达30%的改造成本。
技术实施和系统联网
二手机器人的物理集成需要采用三阶段方法，将机械、电气和信息技术方面结合起来。
机械集成和安全概念
将自动化设备集成到现有生产线中通常会采用欧姆龙 LD-250 AGV 等移动平台，以实现灵活定位。根据 ISO 13857 标准，安全围栏必须确保机器人以 2 米/秒的速度运行时，与围栏之间保持至少 1500 毫米的距离。此外，采用 Sick nanoScan3 扫描仪的协作解决方案可以实现人机交互，而无需物理隔离。
控制系统连接
二手机器人与PLC控制器的联网是通过网关解决方案实现的，例如B&R Automation PC 3100，它可以将传统协议（DeviceNet）转换为OPC UA。对于ABB IRC5系统，Auerswald PROFIBUS-DP扩展卡已被证明是有效的，能够将其集成到西门子S7-1500环境中。
软件集成和编程
ArtiMinds RPS 等低代码平台通过以下方式简化了二手机器人的编程：
- 拖放式运动规划
- 自动碰撞检测
- 力矩传感器集成
- 对于 KUKA 系统，KUKA.OfficeLite 软件包支持在虚拟控制器上进行离线编程，从而将学习时间缩短 70%。
适合：
仓库机器人：通过关键存储、拣选和运输等各种仓库活动的自动化来提高效率
运营优化和长期支持
二手机器人的成功运行需要持续的优化和适应性的维护理念。
预测性维护策略
来自已使用机器人的传感器数据可以通过工业物联网网关（例如 Cisco IR1101）集成到 ABB Ability™ 等云平台。机器学习模型分析振动模式和电流消耗，以实现以下目标：
- 故障发生前 800 个运行小时即可检测到变速箱损坏
- 通过优化加速曲线，能耗降低了15%。
备件管理和改造方案
像 Eurobots 这样的认证二手机器人供应商拥有超过 5 万种原装零部件的备件仓库。例如，FANUC R-2000iB 机器人在生产 15 年后，仍有 92% 的备件可供使用。模块化改装轴（例如 KUKA Quantec-HA）可将老款机器人的工作范围扩展至多 1.2 米。
可持续性和经济可行性分析
重复使用工业机器人可减少每台机器人8.5吨的二氧化碳排放量，相当于抵消380棵山毛榉树一年的排放量。同时，整合二手系统还能带来以下好处：
- 与新设备相比，环境影响降低75%。
- 60-80%的材料返回生产周期
- 针对一家中型金属加工企业的经济可行性研究表明，投资 12 万欧元购买两台二手焊接机器人可获得以下收益：
- 22 个月后的投资回报率
- 年度成本节约：通过降低废品率节省 85,000 欧元
- 产能提升：每月额外生产1200个组件。
通过循环经济实现面向未来的自动化
在工业自动化领域，二手机器人的集成正逐渐成为标准做法。与全新设备相比，二手机器人的平均性能可达85%，而成本却只有一半，这为中小企业提供了一种过渡到工业4.0的桥梁技术。可改造的控制系统、模块化外设和基于云的监控工具相结合，打造出面向未来的解决方案，并能根据不断变化的生产需求进行动态调整。选择这条道路的企业，同时也将自身定位为可持续循环经济的先驱，系统性地将经济和生态因素结合起来。
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Konrad Wolfenstein
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