Kartesische Roboter sind eine weit verbreitete und einfache Robotertechnologie, die Hersteller seit Jahrzehnten einsetzen. Branchen- und anwendungsübergreifend profitieren Unternehmen von dieser skalierbaren Technologie. Doch was genau sind Roboter? Für welche Aufgaben können sie eingesetzt werden? Woher wissen Sie, ob sie für Sie geeignet sind? Dieser Artikel behandelt diese und weitere Themen und hilft Ihnen herauszufinden, ob dieser Roboter für Sie geeignet ist.

Was ist ein kartesischer Roboter?

Kartesische Roboter unterscheiden sich physisch deutlich von anderen Industrierobotern. Sie besitzen keine langen Schwenkarme und keine ausladenden Bewegungen. Sie ähneln eher einem Portalkran oder einem kleinen Kran. 3D-Drucker werden häufig mit kartesischer Robotertechnologie in Verbindung gebracht. Sie werden oft über Tischen oder Fördersystemen montiert. Sie verfügen typischerweise über drei Bewegungsachsen. Sie können sich nach oben/unten, vorwärts/rückwärts und links/rechts bewegen. Oftmals verfügen sie über einen Endeffektor, der die zugewiesene Aufgabe ausführt. Beispiele für gängige kartesische Endeffektoren sind:

1. Druckkopf
2. Plasmabrenner
3. Kamera
4. Mechanischer Greifer
5. Laser

Welche Branchen verwenden kartesische Roboter?

Aufgrund ihres breiten Anwendungsspektrums sind kartesische Roboter in vielen Branchen zu finden. Hersteller in den folgenden Branchen nutzen diese Technologie häufig:

1. Luft- und Raumfahrt
2.Verpackung
3. Metalle
4. Leiterplattenhersteller
5. Pharmazeutisch
6. Speisen und Getränke

Dies sind nur einige der vielen Beispiele. Die kartesische Technologie gibt es schon lange. Daher gibt es viele bewährte Anwendungen für diese Roboter. Sie sind zudem für Bediener leicht verständlich und umprogrammierbar. Das macht sie auch für Automatisierungseinsteiger benutzerfreundlich. Diese Hersteller bieten oft Anwendungen an, bei denen kartesische Roboter überzeugen.

Gängige Anwendungen kartesischer Roboter

Kartesische Roboter sind für manche Anwendungen eine ausgezeichnete Wahl, für andere hingegen eine schlechte. Warum? Ein wesentlicher Faktor ist ihre eingeschränkte Bewegungsfreiheit. Sechsachsige Roboter können sich wie eine Brezel verbiegen und verdrehen. Kartesische Roboter sind in ihrer Bewegung deutlich starrer. Dies mag als Schwäche ihrer Konstruktion erscheinen. Doch diese Eigenschaft bietet Vorteile, die sie für bestimmte Anwendungen allen anderen Robotertypen überlegen machen. Hier einige Beispiele:

1. CNC-Anwendungen
2. 3D-Druck
3. Plasma-/Laserschneiden
4. Holzfräsen
5. Leiterplattenmontage
6. Inspektion
7. Auswählen und Platzieren

Es gibt einige Gründe, warum kartesische Roboter sich für diese Anwendungen so gut eignen. Erstens werden diese Anwendungen üblicherweise auf einer Ebene oder Dimension ausgeführt. Ein kartesischer Laserroboter soll beispielsweise eine Form aus einem Metallblech schneiden. Dieses Stück wird flach auf die Schneidefläche gelegt. Der Roboter führt die vorgegebenen Bewegungen aus, um die Form aus dem Stück zu schneiden. Für diese Bewegung muss sich der Roboter nicht in bestimmten Winkeln drehen oder zur Seite des Stücks rotieren. Es handelt sich ausschließlich um Auf-/Ab-, Vorwärts-/Rückwärts- und Links-/Rechtsbewegungen. Einige kartesische Roboter verfügen über eine zusätzliche Drehachse am Endeffektor. Wenn viel Flexibilität und Bewegungsfreiheit erforderlich sind, ist ein anderer Robotertyp möglicherweise die bessere Wahl. Die Automatisierung dieser Aufgaben hat den Herstellern zweifellos eine enorme Kapitalrendite beschert.

Ein weiterer Grund, warum sich ein kartesischer Roboter gut eignet, ist, wenn die Anwendung hohe Präzision erfordert. Kartesische Roboter erreichen von allen Robotertypen die höchste Präzision. Warum? Einfach ausgedrückt: Die zuvor erwähnte höhere Steifigkeit und geringere Bewegungsfreiheit ermöglichen diesen Robotern höchste Präzision. Hochwertige Aktuatoren erreichen eine Wiederholgenauigkeit im Einzel- und Submikrometerbereich. Das bedeutet, dass kartesische Roboter für Anwendungen mit höchster Präzision manchmal die einzig realistische Wahl sind.

Kartesische Roboter sind die skalierbarste Roboterplattform auf dem Markt. Diese Skalierbarkeit zeigt sich sowohl in ihrer potenziellen physischen Größe als auch in ihrer maximalen Belastbarkeit. Kartesische Roboter sind so klein wie Mini-3D-Drucker und so groß, wie Sie es wünschen. Dank Zahnstangenantrieben können Hersteller diese Systeme unglaublich groß bauen. Ihre Mechanik ist zudem die stärkste, die Sie auf modernen Roboterplattformen finden werden. Die für den Bau kartesischer Roboter verwendeten Antriebe werden häufig über Riemen, Kugelumlaufspindeln oder Rollengewindetriebe angetrieben. Dank dieser Mechanik sowie großer Getriebe und Motoren, die nicht in ein schlankes Robotergehäuse passen müssen, können kartesische Roboter auch die größten und schwersten Aufgaben problemlos bewältigen.

Wann sollten Sie mit einem kartesischen Roboter automatisieren?

Jetzt wissen Sie etwas über kartesische Roboter und ihre Anwendungen. Wann sind sie also die richtige Wahl für Sie und Ihr Projekt? Diese Frage lässt sich in diesem Artikel nicht präzise beantworten. Ein paar Fragen und Überlegungen können Ihnen jedoch dabei helfen, herauszufinden, ob kartesische Roboter die richtige Wahl für Sie sind.

1. Suchen Sie nach Kostensenkungen oder Durchsatzsteigerungen?
2. Ist diese Anwendung für andere Industrieroboter schwierig?
3. Ist Präzision ein Hauptanliegen?

Kostensenkungen und Durchsatzsteigerungen sind die häufigsten Gründe für Automatisierung. Alle Roboter können hier hilfreich sein, auch kartesische Roboter bilden da keine Ausnahme. Die Automatisierung eines Prozesses mit einem kartesischen Roboter ermöglicht es, Humankapital für schwieriger zu automatisierende Aufgaben einzusetzen. Dies führt zu Kostensenkungen und einer effizienteren Produktion. Roboter arbeiten konsistenter und wiederholbarer und verursachen weniger Probleme bei der Qualitätskontrolle. Sie sind zudem schneller, sodass ihre Integration zu einer höheren Stückzahlproduktion führt.

Manche Anwendungen weisen bestimmte Merkmale auf, die sie für andere Robotertypen (Sechsachs-, Delta-, SCARA-Roboter usw.) schwieriger machen. Ein wichtiges Merkmal ist die Traglast. Die meisten dieser Roboter haben hier Einschränkungen. Selbst die massivsten Sechsachsroboter haben eine Traglast von 1000–2000 kg. Sobald Ihre Anwendung diesen Bereich erreicht, werden Ihre Optionen sehr eingeschränkt und die Kosten steigen. Kartesische Roboter lassen sich in dieser Hinsicht mit stärkerer Mechanik problemlos vergrößern. Darüber hinaus ist ihr Größenpotenzial nahezu unbegrenzt. Diese Roboter können auf Größen vergrößert werden, die andere Robotertypen einfach nicht erreichen können.

Für Anwendungen mit höchster Präzision sind kartesische Roboter unübertroffen. Hochwertige Mechanik sorgt für höchste Wiederholgenauigkeit. Für einige Fertigungsanwendungen ist dieses Maß an Präzision erforderlich, um ein Qualitätsprodukt zu schaffen.

Kosten eines kartesischen Roboters

Da diese Roboter hochgradig skalierbar sind, liegt es nahe, dass auch ihre Kosten steigen. Daher ist es schwierig, eine Preisspanne für ein kartesisches Roboterprojekt festzulegen. Unter sonst gleichen Bedingungen ist der Einsatz eines kartesischen Roboters für ein Projekt jedoch günstiger als der Einsatz eines vergleichbaren Industrieroboters. Dies liegt vor allem an der Einfachheit von Design und Mechanik. Zu den wichtigsten Faktoren, die die Kosten erhöhen können, gehören:

1. Größe des Projekts
2. Komplexität der Anwendung
3. Erforderlicher Präzisionsgrad

Wenn Sie bereit sind, loszulegen, müssen Sie lediglich Details zu Ihrem Unternehmen und Ihrer Anwendung angeben. Dann können Sie rechtzeitig online Angebote und Angebote von unseren professionellen Ingenieuren erhalten.