Schauen wir uns die Klassifizierung von Robotern im Detail an:

1) Kartesischer Roboter:
Auch bekannt als: Linearroboter/XYZ-Roboter/Portalroboter

Ein kartesischer Roboter kann als ein Industrieroboter definiert werden, dessen drei Hauptsteuerungsachsen linear sind und im rechten Winkel zueinander stehen.

Dank ihrer starren Struktur können sie hohe Nutzlasten tragen. Sie können Funktionen wie Pick-and-Place, Be- und Entladen, Materialhandhabung usw. ausführen. Kartesische Roboter werden auch als Portalroboter bezeichnet, da ihr horizontales Element beide Enden stützt.

Kartesische Roboter werden auch als Linearroboter oder XYZ-Roboter bezeichnet, da sie mit drei Drehgelenken zur Montage von XYZ-Achsen ausgestattet sind.

Anwendungen:
Kartesische Roboter können in der Versiegelung, der Handhabung von Kunststoffformen, im 3D-Druck und in CNC-gesteuerten Maschinen eingesetzt werden. Pick-and-Place-Maschinen und Plotter arbeiten nach dem Prinzip kartesischer Roboter. Sie können schwere Lasten mit hoher Positioniergenauigkeit handhaben.

Vorteile:

• Hohe Genauigkeit und Geschwindigkeit
• Geringere Kosten
• Einfache Bedienung
• Hohe Nutzlasten
• Sehr vielseitiges Arbeiten
• Vereinfacht Roboter- und Master-Steuerungssysteme

Nachteile:

Sie benötigen viel Platz für den Betrieb

2) SCARA-Roboter

Das Akronym SCARA steht für Selective Compliance Assembly Robot Arm oder Selective Compliance Articulated Robot Arm.

Der Roboter wurde unter der Leitung von Hiroshi Makino, einem Professor an der Universität Yamanashi, entwickelt. Die Arme des SCARA sind in der XY-Achse flexibel und in der Z-Achse starr, wodurch er sich an Löcher in der XY-Achse gewöhnt.

In XY-Richtung ist der Arm des SCARA-Roboters aufgrund der parallelachsigen Gelenkanordnung des SCARA-Roboters nachgiebig und in Z-Richtung stabil. Daher der Begriff „Selektive Nachgiebigkeit“.

Dieser Roboter wird für verschiedene Montagevorgänge eingesetzt, z. B. kann ein runder Stift in ein rundes Loch eingesetzt werden, ohne dass er hängen bleibt. Diese Roboter sind schneller und sauberer als vergleichbare Robotersysteme und basieren auf seriellen Architekturen, d. h. der erste Motor sollte alle anderen Motoren tragen.

Anwendungen:
SCARA-Roboter werden zur Montage, Verpackung, Palettierung und Maschinenbeschickung eingesetzt.

Vorteile:

• Hochgeschwindigkeitsfunktionen
• Hervorragende Leistung bei Kurzhub-, Schnellmontage- und Pick-and-Place-Anwendungen
• Es enthält einen Donut-förmigen Arbeitsumschlag

Nachteile

SCARA-Roboter erfordern normalerweise zusätzlich zu einem Linien-Master-Controller wie SPS/PC einen dedizierten Roboter-Controller.

3) Gelenkroboter

Ein Knickarmroboter kann als Roboter mit Drehgelenk definiert werden und die Bandbreite dieser Roboter reicht von einfachen Strukturen mit zwei Gelenken bis hin zu Systemen mit 10 oder mehr interagierenden Gelenken.

Diese Roboter können jeden Punkt erreichen, da sie im dreidimensionalen Raum arbeiten. Die Gelenke von Knickrobotern können parallel oder orthogonal zueinander angeordnet sein, wobei einige Gelenkpaare parallel und andere orthogonal zueinander sind. Da Knickroboter über drei Drehgelenke verfügen, ähnelt ihre Struktur stark dem menschlichen Arm.

Anwendungen:

Gelenkroboter können in der Lebensmittelpalettierung (Bäckerei), in der Herstellung von Stahlbrücken, beim Stahlschneiden, in der Handhabung von Flachglas, als Schwerlastroboter mit 500 kg Traglast, in der Automatisierung in der Gießereiindustrie, als hitzebeständige Roboter, im Metallguss und beim Punktschweißen eingesetzt werden.

Vorteile

• Hohe Geschwindigkeit
• Großer Arbeitsbereich
• Hervorragend geeignet für einzigartige Steuerungs-, Schweiß- und Lackieranwendungen

Nachteil:

Erfordert normalerweise zusätzlich zu einer Linien-Mastersteuerung wie SPS/PC eine dedizierte Robotersteuerung

4) Parallelroboter

Parallelroboter werden auch als Parallelmanipulatoren oder verallgemeinerte Stewart-Plattformen bezeichnet.

Ein Parallelroboter ist ein mechanisches System, das mehrere computergesteuerte serielle Ketten verwendet, um eine einzelne Plattform oder einen Endeffektor zu unterstützen.

Darüber hinaus kann ein Parallelroboter aus sechs Linearantrieben bestehen, die eine bewegliche Basis für Geräte wie Flugsimulatoren bilden. Diese Roboter vermeiden redundante Bewegungen, und um diesen Mechanismus auszuführen, ist ihre Kette kurz und einfach gestaltet.

Sie sind bekannt als:
• Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsfräsmaschinen
• Mikromanipulatoren, die am Endeffektor größerer, aber langsamerer serieller Manipulatoren montiert sind
• Beispiele für Parallelroboter

Anwendungen

• Parallelroboter werden in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, wie zum Beispiel:
• Flugsimulatoren
• Automobilsimulatoren
• In Arbeitsprozessen
• Photonik / optische Faserausrichtung

Sie werden in begrenzten Arbeitsbereichen eingesetzt. Die Durchführung einer gewünschten Manipulation wäre sehr schwierig und könnte zu mehreren Lösungen führen. Zwei Beispiele für beliebte Parallelroboter sind die Stewart-Plattform und der Delta-Roboter.

Vorteile

• Sehr hohe Geschwindigkeit
• Kontaktlinsenförmiger Arbeitsbereich
• Hervorragend geeignet für schnelle, leichte Pick-and-Place-Anwendungen (Süßigkeitenverpackungen)

Nachteile

Es erfordert einen dedizierten Roboter-Controller zusätzlich zum Linien-Master-Controller wie PLC/PCs

Programmierung von Robotern zur Ausführung einer gewünschten Position:

Roboter werden von Menschen programmiert, um komplexe und anspruchsvolle Aufgaben zu erfüllen. Hier sehen wir uns an, wie Roboter programmiert werden, um die gewünschte Position einzunehmen:

Positionsbefehle:Ein Roboter kann die erforderliche Position mithilfe einer GUI oder textbasierter Befehle einnehmen, in denen die erforderliche XYZ-Position angegeben und bearbeitet werden kann.

Teach-Pendant:Mithilfe einer Teach-Pendant-Methode können wir einem Roboter die Positionen beibringen.

Teach-Pendant ist eine tragbare Steuer- und Programmiereinheit, mit der der Roboter manuell in die gewünschte Position gebracht werden kann.

Ein Programmierhandgerät kann nach Abschluss der Programmierung getrennt werden. Der Roboter führt jedoch das im Controller festgelegte Programm aus.

An der Nase herumführen:„Lead-by-the-nose“ ist eine Technik, die viele Roboterhersteller einsetzen. Dabei hält ein Benutzer den Robotermanipulator, während eine andere Person einen Befehl eingibt, der den Roboter stromlos macht und ihn in den Ruhezustand versetzt.

Anschließend kann der Benutzer den Roboter manuell in die gewünschte Position bewegen, während die Software diese Positionen speichert. Mehrere Roboterhersteller verwenden diese Technik zum Lackieren.

Robotersimulator:Ein Robotersimulator macht Sie unabhängig von der physischen Bedienung des Roboterarms. Diese Methode spart Zeit bei der Entwicklung von Roboteranwendungen und erhöht die Sicherheit. Darüber hinaus können Programme (die in verschiedenen Programmiersprachen geschrieben sind) mithilfe der Robotersimulationssoftware getestet, ausgeführt, programmiert und debuggt werden.

Maschinenbediener:Um Anpassungen innerhalb eines Programms vorzunehmen, kann ein Maschinenbediener eingesetzt werden. Als Bedienfeld dienen Touchscreen-Geräte.