Mit der weltweiten Beschleunigung der Urbanisierung steigt die Nachfrage nach Zement und Beton kontinuierlich an, was Umweltprobleme verschärft und die Bemühungen zur Emissionsminderung erschwert. Zementhersteller stehen unter wachsendem Druck, regulatorische Vorgaben einzuhalten und gleichzeitig ihren CO₂-Fußabdruck zu minimieren.
Die Betonproduktion ist äußerst energieintensiv: Für die Herstellung von Zement werden Temperaturen von bis zu 1450°C benötigt, um Kalkstein in Klinker umzuwandeln. Die Branche verbraucht etwa 5 % der gesamten industriellen Energie weltweit, wobei fast 70 % des Energiebedarfs eines Zementwerks auf die Mahlprozesse – insbesondere das Zerkleinern und Mahlen von Rohstoffen und Klinker – entfallen.
KI-Systeme revolutionieren dieses Umfeld, indem sie fortschrittliche Machine-Learning-Algorithmen einsetzen, um Produktionsdaten zu analysieren und Ineffizienzen zu identifizieren. Beispielsweise kann KI den Betrieb von Öfen, Mühlen und Schleifmaschinen – den energieintensivsten Prozessen der Zementherstellung – optimieren. Diese Systeme passen Betriebsparameter wie Ofentemperatur und Schleifdruck in Echtzeit an, basierend auf aktueller Auslastung, Rohstofftyp und Umweltfaktoren. Das führt zu erheblichen Energieeinsparungen und einer Reduzierung der Treibhausgasemissionen.
Wesentlich für diese Fortschritte ist die Integration von 3D-Vision-Technologie, die hochauflösende Tiefendaten liefert, um Roboterarme in Echtzeit zu steuern. Mit 3D-Vision können Roboter jedes einzelne Teil scannen und ihre Schleif- oder Polierpfade individuell anpassen. KI optimiert Werkzeugwege hinsichtlich Effizienz und Oberflächenqualität, indem sie Geometrien und gewünschte Oberflächen analysiert und Bewegungsstrategien generiert, die Zykluszeiten, Werkzeugverschleiß und Energieverbrauch reduzieren. Die Kombination aus intelligenter Bildverarbeitung und KI ermöglicht es Robotern, Oberflächenfehler wie Kratzer, Grate oder ungleichmäßige Oberflächen zu erkennen und diese automatisch im selben Zyklus zu korrigieren.
Roboteranwendungen für Schleifen, Polieren, Entgraten und Oberflächenbearbeitung sind äußerst vielfältig und wurden traditionell manuell durchgeführt, da es an automatisierten Lösungen mangelte. Moderne Hightech-Endeffektoren bieten heute ideale Lösungen, indem sie „fühlen“, was sie tun, und optimale Ergebnisse liefern. Selbst im 24/7-Betrieb erzeugen diese Systeme gleichbleibende Qualität bei kürzeren Zykluszeiten, geringeren Kosten und höherer Produktivität. Die robotergestützte Oberflächenbearbeitung beseitigt zudem die schmutzigen, monotonen und gefährlichen Aspekte der Betonverarbeitung.
Die Vorteile der robotergestützten Automatisierung beim Schleifen und Finishen sind beträchtlich. Roboter arbeiten von Natur aus wiederholgenau, wodurch Schwankungen bei Durchsatz und Teilequalität minimiert werden. Sie können deutlich länger ohne Pausen arbeiten, was zu einem insgesamt höheren Durchsatz führt. Neben der verbesserten Teilequalität ermöglicht robotergestütztes Schleifen und Finishen kurzfristige Amortisation und langfristige Senkung der Betriebskosten – bei gleichzeitiger Steigerung von Qualität, Geschwindigkeit, Sicherheit und Prozesskonstanz.