Übersicht über Industrieroboter

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

Obwohl kartesische Handhabungssysteme nach DIN-Normen als Industrieroboter gelten, bieten sie einfachere und energieeffizientere Vorgänge als die meisten Gelenkarmroboter mit 4 bis 6 Achsen. In der DIN-Norm EN ISO 8373 heißt es: „Ein Industrieroboter ist ein automatisch gesteuerter, umprogrammierbarer, […] vielseitig einsetzbarer Manipulator, der in drei oder mehr Achsen programmierbar ist und entweder ortsfest oder mobil für den Einsatz in industriellen Automatisierungsanwendungen eingesetzt werden kann.“ Allerdings variiert die Segmentierung solcher Systeme je nach Funktion, Flexibilität und Dynamik des Systems.

Kartesische Handhabungssysteme und konventionelle Roboter mit 4 bis 6 Achsen weisen hinsichtlich Flexibilität und Dynamik eine relativ große Überschneidung auf, unterscheiden sich jedoch in der Mechanik. Abhängig von der Anwendung werden kartesische Handhabungssysteme entweder von einer einfachen SPS (die ein Benutzer möglicherweise bereits hat) für Punkt-zu-Punkt-Bewegungen oder von einer komplexen Steuerung mit Roboterfunktionen, beispielsweise für Bahnbewegungen, gesteuert. Die 4- bis 6-Achs-Roboter erfordern immer eine komplexe Robotersteuerung.

Darüber hinaus benötigen kartesische Handhabungssysteme weniger Bewegungsraum und lassen sich einfacher und modular an die Einsatzbedingungen anpassen. Durch die Änderung der Achslängen lässt sich der Arbeitsraum einfach anpassen.

Dadurch wird die Kinematik entsprechend den Anforderungen der Anwendung konfiguriert – im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern, bei denen die Anwendungsperipherie an die Mechanik und Kinematik des Roboters angepasst werden muss. Die Mechanik eines kartesischen Handhabungssystems ist daher 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 können kartesische Handlingsysteme modular an die jeweilige Anwendung angepasst werden (siehe Abbildung 3). Diese Systeme erfordern praktisch keine Kompromisse, die bei herkömmlichen Robotern häufig auftreten. Bei einem herkömmlichen Roboter müssen Teile der Anwendung an die Anforderungen und Fähigkeiten des Roboters angepasst werden. Darüber hinaus reduzieren die Verlagerung hin zur Standardisierung und der Einsatz massenproduzierter Komponenten die Kosten kartesischer Lösungen im Vergleich zu herkömmlichen 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 Handhabungssysteme als serielle Kinematik verfügen über Hauptachsen für geradlinige Bewegungen und Hilfsachsen für Rotationen. Das System fungiert gleichzeitig als Führung, Träger und Antrieb und muss unabhängig vom Aufbau des Handhabungssystems in das Gesamtsystem der Anwendung integriert werden.