Übersicht Industrieroboter

Der Trend bei herkömmlichen Linear- und Rotationsanwendungen geht weg von Robotern hin zu energieeffizienten und kostenoptimierten Systemen, da Hersteller oft nicht alle Funktionen, Größen und Freiheitsgrade benötigen, die Roboter bieten.

Obwohl kartesische Handhabungssysteme nach DIN-Normen als Industrieroboter gelten, bieten sie einen einfacheren und energieeffizienteren Betrieb als die meisten 4- bis 6-achsigen Gelenkarmroboter. Die DIN-Norm EN ISO 8373 besagt: „Ein Industrieroboter ist ein automatisch gesteuerter, umprogrammierbarer […] Mehrzweckmanipulator mit drei oder mehr Achsen, der entweder stationär oder mobil für den Einsatz in industriellen Automatisierungsanwendungen eingesetzt werden kann.“ Die Segmentierung solcher Systeme variiert jedoch je nach Funktion, Flexibilität und dynamischem Verhalten des Systems.

Kartesische Handlingsysteme und konventionelle Roboter mit 4 bis 6 Achsen überschneiden sich in puncto Flexibilität und Dynamik relativ stark, unterscheiden sich jedoch in der Mechanik. Je nach Anwendung werden kartesische Handlingsysteme entweder von einer einfachen SPS (die der Anwender ggf. bereits besitzt) für Punkt-zu-Punkt-Bewegungen oder von einer komplexen Steuerung mit Roboterfunktionen, beispielsweise für Bahnbewegungen, gesteuert. Die 4- bis 6-achsigen Roboter erfordern grundsätzlich eine komplexe Robotersteuerung.

Darüber hinaus benötigen kartesische Handlingsysteme weniger Bewegungsraum und lassen sich leichter individuell und modular an die Einsatzbedingungen anpassen. Durch die Veränderung der Achslängen lässt sich der Arbeitsraum einfach anpassen.

Die Kinematik wird somit anwendungsspezifisch konfiguriert – im Gegensatz zu konventionellen Robotern, bei denen die Applikationsperipherie an die Mechanik und Kinematik des Roboters angepasst werden muss. Die Mechanik eines kartesischen Handlingsystems ist somit Teil der Gesamtlösung und muss in das Gesamtsystem integriert werden.

Individualisierung und Vielseitigkeit: klare Vorteile

Im Gegensatz zu Standardlösungen mit 4- bis 6-Achs-Robotern aus dem Katalog lassen sich kartesische Handlingsysteme modular an die jeweilige Anwendung anpassen (siehe Abbildung 3). Dabei entfallen nahezu alle Kompromisse, die bei konventionellen Robotern häufig auftreten. Bei konventionellen Robotern müssen Teile der Anwendung an die Anforderungen und Fähigkeiten des Roboters angepasst werden. Zudem reduzieren der Trend zur Standardisierung und die Verwendung von Massenkomponenten die Kosten kartesischer Lösungen im Vergleich zu konventionellen Robotern.

Darüber hinaus können unterschiedliche Antriebstechnologien mit kartesischen Handlingsystemen kombiniert werden. Für jede Achse werden die passenden pneumatischen, servopneumatischen und elektrischen Antriebe für die Anwendung ausgewählt, um eine optimale Bewegung hinsichtlich Effizienz, Dynamik und Funktion zu erreichen.

Kartesische Handlingsysteme als serielle Kinematik verfügen über Hauptachsen für geradlinige Bewegungen und Nebenachsen für die Rotation. Das System dient gleichzeitig als Führung, Träger und Antrieb und muss unabhängig von der Handlingsystemstruktur in das Gesamtsystem der Anwendung integriert werden.