Wenn Sie sich mit Roboterautomatisierung noch nicht auskennen, mag Ihnen der Begriff „kartesischer Roboter“ zunächst wie Fachjargon vorkommen. Aber keine Sorge, wir erklären Ihnen dieses Konzept und helfen Ihnen zu verstehen, ob ein kartesischer Roboter die richtige Wahl für Ihre Fertigung ist. Ein kartesischer Roboter ist ein Roboterarm, der sich in einem orthogonalen Bereich entlang dreier Achsen – X, Y und Z – bewegt. Seinen Namen verdankt er dem kartesischen Koordinatensystem, das die Bewegungsmuster des Roboters beschreibt. Weitere Bezeichnungen für kartesische Roboter sind Linearroboter oder Portalroboter. Schauen wir uns einige gängige Anwendungsbereiche dieser Roboter in der Fertigung an:

• Pick-and-placeInsbesondere in der Elektronikmontage und -verpackung kommen Portalroboter zum Einsatz. Sie können selbst kleinste Bauteile präzise auswählen, bewegen und platzieren und eignen sich daher ideal für die Bestückung von Leiterplatten, die Handhabung empfindlicher Teile und andere Aufgaben, die höchste Präzision erfordern.
• MaterialhandhabungBeispiele hierfür sind das Be- und Entladen von CNC-Maschinen, der Teiletransport zwischen Stationen und das Verpacken von Produkten. Kartesische Roboter können eine Vielzahl von Objekten handhaben und sind daher wichtige Bestandteile automatisierter Produktionslinien.
• Montage und Inspektion:Kartesische Roboter können vielfältige Montageaufgaben übernehmen, darunter das Platzieren von Bauteilen, das Einsetzen von Befestigungselementen und das Auftragen von Klebstoffen. Sie eignen sich auch für Inspektionsaufgaben wie das Scannen nach Fehlern, was höhere Qualitätsstandards sichert und die Maßgenauigkeit überprüft.
• Maschinenbedienung:Diese Roboter können CNC-Maschinen effektiv bedienen, Werkstücke be- und entladen, Werkzeuge wechseln und andere Aufgaben ausführen, die sonst menschliche Hände erfordern würden.
• 3D-Druck:Immer häufiger werden kartesische Roboter im 3D-Druck eingesetzt. Sie ermöglichen eine präzise Steuerung des Materialauftrags. Ihre Fähigkeit, sich entlang dreier Achsen zu bewegen, erlaubt es ihnen zudem, komplexe dreidimensionale Objekte zu erstellen.

Doch das ist noch nicht alles. Viele Hersteller setzen kartesische Roboter zunehmend für diverse andere Prozesse ein, beispielsweise zum Schweißen und Lackieren. Dadurch haben sie sich in vielen Industriezweigen, etwa der Automobilindustrie, etabliert. Zu beachten ist außerdem, dass kartesische Roboter keine voll beweglichen Arme besitzen. Daher können ihre Reichweite, ihr Aktionsradius und ihre Vielseitigkeit im Vergleich zu neueren Modellen eingeschränkt sein.

Vorteile der Verwendung eines kartesischen Roboters

Warum eignen sich kartesische Roboter dann so gut für die Automatisierung? Hier sind einige Gründe:

• Präzision und Genauigkeit:Sie sind hervorragend geeignet für hochpräzise Aufgaben, die höchste Genauigkeit erfordern, wie die Montage elektronischer Bauteile oder das Be- und Entladen von Werkstücken.
• Geringer Wartungsaufwand:Sie haben eine einfache mechanische Konstruktion mit wenigen beweglichen Teilen, sind daher wartungsarm, langlebig und weniger anfällig für lästige Ausfälle.
• Flexibilität:Sie können für verschiedene Aufgaben umprogrammiert werden und auch unterschiedliche Endeffektoren oder Werkzeuge einsetzen.
• Kostengünstig:Sie sind oft günstiger in der Anschaffung als andere Robotertypen und kosten zwischen 5000 und 15000 US-Dollar. Außerdem benötigen sie kein Ingenieurstudium zur Programmierung, sodass sie vergleichsweise einfacher in bestehende Produktionslinien integriert werden können.
• Sicherheit:Sie arbeiten in einem begrenzten, strukturierten Bereich. Diese abgeschlossene Arbeitsumgebung verringert das Unfallrisiko und gewährleistet einen sicheren Betrieb in der Nähe von Menschen. Dennoch sind angemessene Sicherheitsvorkehrungen erforderlich.
• Sie können mit einem einzigen Controller bedient werden:Dadurch entfällt die Notwendigkeit der Interaktion zwischen mehreren Eingabegeräten.
• Sie transportieren schwere Nutzlasten über lange Strecken:Ihre langen Hübe von über zwei Metern und die hohen Geschwindigkeiten können die Zykluszeiten verkürzen.

Wann sollte ich einen kartesischen Roboter einsetzen?

Wie Sie wahrscheinlich wissen, gibt es viele verschiedene Arten von Roboterarmen und Robotern, z. B. SCARA-Roboter, Knickarmroboter usw. Doch wann ist ein klassischer kartesischer Roboter die beste Wahl? Unserer Meinung nach eignen sich kartesische Roboter am besten, wenn es auf Geschwindigkeit, hohe Tragfähigkeit und Präzision ankommt.entscheidendInsbesondere bei beengten Platzverhältnissen. Warum ist der Platz so wichtig? Die Zweiarmkonfigurationen und stapelbaren Bauweisen von kartesischen Robotern reduzieren den Installationsraum. Gleichzeitig ermöglicht ihre Kompatibilität mit verschiedenen Linearantrieben und Antriebsmechanismen (Riemen, Kugel- oder Gewindespindel, pneumatischer Aktor oder Linearmotor) eine flexible Anpassung an unterschiedliche Anforderungen. Alternativ bieten sich gelenkigere Sechs-Achs-Roboter an, insbesondere bei komplexeren Aufgaben.

Abschluss

„Was ist ein kartesischer Roboter?“ Jetzt wissen Sie es. Diese programmierbaren Maschinen können die meisten Fertigungs- und Montageprozesse optimieren und automatisieren. Auch wenn sie auf den ersten Blick komplex erscheinen mögen, hilft das Verständnis ihrer Komponenten, Typen und Funktionsweise, die Geheimnisse zu lüften und ihren richtigen Einsatzbereich zu verstehen. Um herauszufinden, ob Sie einen kartesischen Roboter oder einen anderen Automatisierungspartner benötigen, ist natürlich ein umfassendes Verständnis folgender Punkte erforderlich:

• Die Komplexität Ihres Betriebs.
• Ihre Anforderungen an Nutzlast, Reichweite und Geschwindigkeit.
• Ihr Budget.
• Ob Sie einen parallelen Betrieb mit Menschen benötigen.