WAS SIND GANTRY-ROBOTER?
Ein Portalroboter ist ein automatisiertes Industriesystem, das auch als kartesischer Roboter oder Linearroboter bezeichnet wird. Portalroboter bewegen sich typischerweise auf linearen Bahnen und schaffen so einen dreidimensionalen, kubischen Arbeitsbereich.
Aus diesem Grund ist der Begriff „kartesischer Roboter“ ideal, da der gesamte Arbeitsbereich von oben nach unten durch zwei lineare Bahnen begrenzt wird, die sich rechtwinklig schneiden und die Arbeitsebene bilden (typischerweise als X- und Y-Achse bezeichnet). Durch Hinzufügen einer dritten Achse (typischerweise als Z-Achse bezeichnet) wird die Tiefe bestimmt, in der das Werkzeug am Roboterarm innerhalb des kubischen Raums arbeiten kann. Obwohl diese drei Achsen die Hauptbewegungsachsen darstellen, können Portalroboter so viele oder so wenige Achsen enthalten, wie für die jeweilige Aufgabe erforderlich sind.
Eine gängige Option ist das Hinzufügen einer vierten Drehachse, „U“, am unteren Ende des Z-Trägers. Diese Achse dreht das Ende des Werkzeugarms so, dass das Werkzeug parallel zum Boden bleibt. Alternativ kann das Werkzeug auch vertikal anstatt horizontal gedreht werden.
Die Portalroboter von Sage nutzen verschiedene Führungssysteme und mechanische Antriebe. Zu den Führungssystemen gehören Rad- und Schienensysteme, Profilschienensysteme und Rad- und Balkensysteme. Die Antriebsmethoden umfassen Riemenantrieb, Drahtseilantrieb, Traktorantrieb, Kettenantrieb und Reibungsantrieb im geschlossenen Regelkreis.
In seltenen Fällen werden Portalroboter fälschlicherweise als intelligente Krane bezeichnet, da sie industriellen Brückenkränen ähneln. Portalroboter sind zwar nicht als Krane definiert, weisen aber visuelle Ähnlichkeiten und grundlegende Konzepte auf. Krane verfügen typischerweise über freitragende Seil- oder Drahtseilsysteme für die Z-Achse, während Portalroboter eine starre mechanische Lösung für die Z-Achse mit geringer Durchbiegung und hoher Wiederholgenauigkeit bieten. Brückenkräne werden manuell bedient, daher bezieht sich der Begriff „intelligent“ auf Portalroboter, die vollautomatisch arbeiten und keine Eingriffe eines Bedieners benötigen.
Da Portalroboter autonom arbeiten, sind sie in ihrer Arbeitszelle unabhängig von Menschen und bieten eine Präzision und Genauigkeit, die mit Brückenkränen nicht erreichbar ist.
WANN SOLLTE MAN EINEN GANTRY-ROBOTER EINSETZEN?
Für die Automatisierung von Aufgaben mit hohen Wiederholanforderungen eignen sich alle Robotertypen. Industrielle Automatisierung optimiert die Produktion, reduziert Verletzungen und ermöglicht es Mitarbeitern, sich auf andere Aufgaben wie die Qualitätskontrolle zu konzentrieren. Insbesondere Portalroboter sind ideal, wenn große oder schwere Objekte präzise manipuliert und gehandhabt werden müssen oder wenn das Objekt über einen großen Bereich bewegt werden soll.
Die Portalroboter von Sage sind in einer Vielzahl von Größen, Leistungsklassen und Konfigurationen erhältlich. Ein kleiner Portalroboter hat etwa die Größe eines kleinen Zimmers, während ein großer Portalroboter je nach den Gegebenheiten der Kundenanlage so lang wie ein Fußballfeld und bis zu 15 Meter breit oder mehr sein kann. Die Nutzlasten reichen von wenigen Kilogramm bis zu mehreren Tonnen.
Portalroboter werden hauptsächlich für Pick-and-Place-Anwendungen eingesetzt, wurden aber auch für eine Vielzahl anderer Aufgaben implementiert, darunter:
Palettieren • Entpalettieren • Maschinenbe- und -entladung • Laufende Bearbeitung • Linienende • Materialhandhabung • Maschinenbedienung • Sortierung und Lagerung • Verpackung
HÄUFIGE ANWENDUNGEN VON PORTALROBOTERN
Die mehrzeilige Palettierung ist eine der häufigsten Aufgaben, die eine Automatisierung erfordern.
Im Prinzip stellen diese Systeme Palettenladungen mit verschiedenen Produkttypen für mehrere Produktionslinien gleichzeitig zusammen, die versandfertig für Endkunden oder Distributionszentren sind. Die Produkte werden dem Roboter entweder über separate Förderbänder für die jeweiligen Produkte oder über Mehrprodukt-Förderbänder zugeführt. Bei Mehrprodukt-Förderbändern leitet ein Sortierförderband die einzelnen Produkte in vordefinierte Bahnen zur Palettierung. Der Roboter erhält Produktinformationen für jede Bahn und erstellt die entsprechenden Stapelmuster für jedes Produkt.
Portalroboter zählen zu den besten Lösungen für die Palettierung mehrerer Produktionslinien. Mehrere Kommissionierplätze und Produktzuführungsbahnen beanspruchen viel Platz und erfordern einen Roboter mit einem geeigneten Arbeitsbereich, um alle Zuführungsbahnen und Kommissionierplätze zu erreichen. Ein Portalroboter bietet ausreichend Verfahrweg, um mit nur einem Roboterkopf zahlreiche Produktionslinien zu bedienen. Im Gegensatz dazu ist der begrenzte Arbeitsbereich eines fest installierten Knickarms auf wenige benachbarte Produktionslinien beschränkt. Einige Lösungen nutzen jedoch einen Knickarm auf einer Schiene oder einer anderen mobilen Plattform. In diesen Fällen fungiert der Knickarm als End-of-Arm-Werkzeug des Portalroboters. Dank ihres vollständig anpassbaren Arbeitsbereichs und ihrer mechanischen Einfachheit eignen sich Portalroboter ideal für die Palettierung mehrerer Produktionslinien.
Automatisierte Lager- und Kommissioniersysteme sind gängige Anwendungen von Portalrobotern im mittleren Produktionsbereich.
Der Innenraum eines Portals dient nicht nur als Zwischenlager, sondern auch als tatsächliche temporäre Lagerung und Zwischenspeicherung. Schwankungen in Produktion und Nachfrage bestimmen die Lagerdauer für jeden Produkttyp innerhalb dieses Innenraums. Portalroboter in automatisierten Lager- und Kommissioniersystemen (ASRS) optimieren die Bodenfläche und die Lagerkapazität und gewährleisten gleichzeitig den direkten Zugriff auf die Produkte.
Datenbanksysteme erfassen die Lebensdauer von Lagerplätzen und ermöglichen so einen FIFO-Produktfluss (First In, First Out). Dadurch können veraltete Artikel aussortiert oder Platz für gängigere Artikel geschaffen werden. Zudem lassen sich identische Produkte zu einzelnen Kommissionierplätzen oder an benachbarten Lagerplätzen zusammenfassen, was Durchsatz und Organisation optimiert.
Für Arbeitsgänge mit großen oder schweren Produkten, die die Einsatzmöglichkeiten eines Regalsystems einschränken, bieten Portalroboter-ASRS-Systeme eine flexible Alternative.
Veröffentlichungsdatum: 29. Juli 2024