Kartesische Roboter sind eine sehr verbreitete und einfache Robotertechnologie, die Hersteller seit Jahrzehnten einsetzen. Branchen- und anwendungsübergreifend profitieren Unternehmen von den Vorteilen dieser skalierbaren Technologie. Aber was genau sind diese Roboter? Für welche Aufgaben können sie eingesetzt werden? Woher wissen Sie, ob es das Richtige für Sie ist? In diesem Artikel werden diese und weitere Themen besprochen, damit Sie besser verstehen, ob dieser Roboter für Sie geeignet ist.

Was ist ein kartesischer Roboter?

Ein kartesischer Roboter unterscheidet sich physikalisch am meisten von den anderen Industrierobotertypen. Lange Schwingarme oder schwungvolle Bewegungen sucht man vergeblich. Stattdessen ähneln kartesische Roboter oft einem Portal oder einem kleinen Kran. 3D-Drucker werden am häufigsten mit kartesischer Robotertechnologie in Verbindung gebracht. Sie werden häufig über Tischen oder Förderanlagen aufgebaut. Sie verfügen typischerweise über drei Bewegungsachsen. Sie können sich nach oben/unten, vorwärts/rückwärts und links/rechts bewegen. Sie verfügen oft über einen Endeffektor, der die zugewiesene Aufgabe ausführt. Einige Beispiele für gängige kartesische Endeffektoren sind:

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

In welchen Branchen werden kartesische Roboter eingesetzt?

Aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sind kartesische Roboter in vielen Branchen anzutreffen. Hersteller in den folgenden Branchen nutzen diese Technologie häufig:

1. Luft- und Raumfahrt
2.Verpackung
3. Metalle
4. Leiterplattenhersteller
5. Pharmazeutisch
6. Essen und Trinken

Dies sind nur einige der vielen Beispiele. Kartesische Technologie gibt es schon seit langer Zeit. Aus diesem Grund gibt es viele bewährte Anwendungen für diese Roboter. Außerdem sind sie für den Bediener einfach zu verstehen und neu zu programmieren. Dies macht sie benutzerfreundlich für Einsteiger in die Automatisierung. Diese Hersteller verfügen häufig über Anwendungen, bei denen kartesische Roboter hervorragende Leistungen erbringen können.

Häufige Anwendungen kartesischer Roboter

Kartesische Roboter sind für einige Anwendungen eine ausgezeichnete Wahl, für andere jedoch eine schlechte Wahl. Warum ist das so? Ein wesentlicher Faktor ist ihre eingeschränkte Bewegungsfreiheit. Sechsachsige Roboter können sich wie eine Brezel biegen und verdrehen. Kartesische Roboter sind in ihrer Bewegung viel starrer. Dies mag wie eine Schwäche in ihrem Design erscheinen. Täuschen Sie sich nicht, diese Funktion bringt Vorteile mit sich, die sie für bestimmte Anwendungen allen anderen Robotertypen überlegen machen. Hier ein paar Beispiele:

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

Es gibt einige Gründe, warum kartesische Roboter bei diesen Anwendungen hervorragende Leistungen erbringen können. Erstens werden diese Anwendungen üblicherweise auf einer Ebene oder Dimension durchgeführt. Beispielsweise hat ein kartesischer Laserroboter die Aufgabe, eine Form aus einem Metallblech auszuschneiden. Dieses Stück wird flach auf die Schnittfläche gelegt. Der Roboter führt seine befohlenen Bewegungen aus, um die Form aus dem Stück auszuschneiden. Für diese Bewegung ist es nicht erforderlich, dass sich der Roboter in bestimmten Winkeln dreht oder sich zur Seite des Werkstücks dreht. Es ist alles eine Bewegung nach oben/unten, vorwärts/rückwärts und links/rechts. Einige kartesische Roboter verfügen am Endeffektor über eine zusätzliche Drehachse. Wenn viel Flexibilität und Bewegungsfreiheit erforderlich sind, ist möglicherweise ein anderer Robotertyp am besten geeignet. Die Automatisierung dieser Aufgaben hat den Herstellern zweifellos enorme Kapitalrenditen beschert.

Ein weiterer Grund, warum ein kartesischer Roboter eine gute Wahl ist, besteht darin, dass die Anwendung eine hohe Präzision erfordert. Kartesische Roboter können von allen Robotertypen die höchste Präzision erreichen. Warum ist das so? Vereinfacht gesagt ermöglicht die zuvor besprochene höhere Steifigkeit und geringere Bewegungsfreiheit diesen Robotern eine äußerst präzise Arbeit. Hochwertige Aktoren können Wiederholgenauigkeiten im Einzel- und Submikrometerbereich erreichen. Das bedeutet, dass für Anwendungen mit höchster Präzision kartesische Roboter manchmal die einzig realistische Wahl sind.

Schließlich sind kartesische Roboter die am besten skalierbare Roboterplattform, die es gibt. Diese Skalierbarkeit liegt sowohl in ihrer potenziellen physischen Größe als auch in ihrer ultimativen Stärke. Kartesische Roboter sind so klein wie Mini-3D-Drucker und so groß, wie Sie sie haben möchten. Aktuatoren im Zahnstangen-Ritzel-Stil ermöglichen es Herstellern, diese Systeme unglaublich groß zu machen. Ihre Mechanik ist auch die stärkste, die Sie auf modernen Roboterplattformen finden. Die zum Bau kartesischer Roboter verwendeten Aktuatoren werden häufig über Riemen, Kugelumlaufspindeln oder Rollenumlaufspindeln angetrieben. Diese Mechanik sowie große Getriebe und Motoren, die nicht in ein schlankes Robotergehäuse passen müssen, sorgen dafür, dass kartesische Roboter die größten und schwersten Aufgaben problemlos bewältigen können.

Wann sollten Sie mit einem kartesischen Roboter automatisieren?

Jetzt wissen Sie etwas über kartesische Roboter und ihre Anwendungen. Wann sind sie also das Richtige für Sie und Ihr Projekt? Diese Frage kann allein durch diesen Artikel nicht präzise beantwortet werden. Ein paar Fragen und Überlegungen können Ihnen jedoch dabei helfen, den richtigen Weg einzuschlagen und zu verstehen, 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 vorrangiges Anliegen?

Kostensenkungen und Durchsatzsteigerungen sind die häufigsten Beweggründe für die Automatisierung. Alle Roboter können in dieser Hinsicht helfen und kartesische Roboter sind da nicht anders. Die Automatisierung eines Prozesses mit einem kartesischen Roboter trägt dazu bei, Humankapital auf schwieriger zu automatisierende Aufgaben umzuverteilen. Dies führt zu Kostensenkungen und einer effizienteren Produktion. Roboter sind konsistenter und wiederholbarer und führen zu weniger Problemen bei der Qualitätskontrolle. Sie sind außerdem schneller und ihre Integration wird daher zu einer höheren Produktionsmenge führen.

Es gibt bestimmte Merkmale einiger Anwendungen, die sie für andere Robotertypen (Sechsachsen-, Delta-, SCARA-Roboter usw.) schwieriger machen. Ein Hauptmerkmal ist ihre Nutzlast. Die meisten dieser Roboter haben hier Einschränkungen. Selbst die massivsten sechsachsigen Roboter haben eine Obergrenze von 1000–2000 kg. Sobald Ihre Anwendung diesen Bereich erreicht, werden Ihre Optionen sehr begrenzt und zunehmend teurer. Kartesische Systeme können in dieser Hinsicht mit stärkerer Mechanik leicht skaliert werden. Darüber hinaus verfügen sie über ein nahezu unbegrenztes Größenpotenzial. Diese Roboter können auf enorme Größen skaliert werden, die andere Robotertypen einfach nicht erreichen können.

Für Anwendungen mit höchster Präzision sind kartesische Roboter einfach unschlagbar. Um ein Höchstmaß an Wiederholgenauigkeit zu gewährleisten, kommt eine hochwertige Mechanik zum Einsatz. Für einige Fertigungsanwendungen ist dieses Maß an Präzision erforderlich, um ein Qualitätsprodukt herzustellen.

Kosten eines kartesischen Roboters

Da diese Roboter hoch skalierbar sind, liegt es nahe, dass sich auch ihre Kosten ändern. Aus diesem Grund ist es schwierig, eine Preisspanne für ein kartesisches Roboterprojekt festzulegen. Unter ansonsten gleichen Bedingungen ist der Einsatz eines kartesischen Roboters für ein Projekt jedoch kostengünstiger als der Einsatz eines anderen vergleichbaren Industrieroboters für dasselbe Projekt. Dies liegt vor allem an der Einfachheit ihres Designs und ihrer Mechanik. Zu den wichtigsten Faktoren, die die Kosten erhöhen können, gehören:

1. Größe des Projekts
2. Komplexität der Anwendung
3. Erforderliches Maß an Präzision

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