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#Produkttrends
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Gantry-Systeme: Arbeiten außerhalb des Rahmens
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Tatsache: Roboter mit kartesischem Design bieten in der Regel die beste Genauigkeit.
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Anwendung / Industrie:
Verpackung, Produktion, Palettierung, Pick-and-Place, Automatisierung.
Die Herausforderung:
Die unregelmäßigen Arbeitsbereiche herkömmlicher Knickarmroboter können eine Neugestaltung bestehender Arbeitsbereiche erforderlich machen. SCARA- und Knickarmroboter sind vielleicht die bekannteste Form von Robotern auf dem heutigen Markt, aber wenn es darum geht, große Aufgaben auf kleinstem Raum zu erledigen, sind Portalroboter gefragt. Portalroboter, auch kartesische Roboter genannt, sind in der Automatisierung fast allgegenwärtig, werden aber aus Gründen, die den Rahmen dieses Artikels sprengen würden, nicht so schnell als ernstzunehmende Roboter angesehen. Aufgrund ihres einfachen Aufbaus, der geringen Kosten und der Skalierbarkeit sowie der unzähligen Motor- und Steuerungssoftwarelösungen ändert sich dies nun.
Vorteile von Portalrobotern:
3+ Bewegungsachsen von fast beliebiger Länge
Skalierbar
Getriebe und Motor können je nach Bewegungsbereich und Geschwindigkeit dimensioniert werden
Geeignet für leichte bis schwere / hängende Lasten
Flexibel und effizient dank der Skalierbarkeit der Linearachsen
Kostengünstig
Gantry-Roboter Nachteile:
Kann nicht variabel in oder um Hindernisse herum greifen
Linearschlitten, Riemenschienen sind nicht leicht gegen die Umwelt abzudichten
Nicht freistehend: Ständer oder Rahmen oder andere Befestigung erforderlich
Vorteile des Gantry-Systems:
Gantry-Roboter können einen gesamten kubischen Arbeitsraum von 96 % ihres Platzes und ihrer Größe nutzen. Ein kartesischer Roboter hat drei Achsen. Wie ihr Namensvetter und bekannterer großer Cousin, der Portalkran, sind sie in der Regel an einem X- oder X/Y-Achsenträger an einer starren Struktur aufgehängt. Die Koordinaten der drei Achsen sind in der Regel als X, Y und Z definiert. Jede Achse ist im rechten Winkel angeordnet, um drei Bewegungsgrade zu ermöglichen. Portale zeichnen sich außerdem dadurch aus, dass sie an beiden Enden oder durch ein zweites Element unterstützt werden. Im Gegensatz zu armartigen Robotern lassen sich Portale in allen drei Achsen problemlos auf größere Proportionen skalieren. Portalroboter eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen zusätzliche Orientierungsanforderungen minimal sind oder bei denen die Teile bereitgestellt werden können, bevor der Roboter sie aufnimmt.
Sowohl kartesische als auch Gantry-Roboter haben einen rechteckigen oder kubischen Arbeitsbereich, im Gegensatz zu Knickarmrobotern, die wie die Gelenke eines menschlichen Arms Grenzen für jede Bewegung und einen bestimmten bogenförmigen Bewegungsumfang haben. Ihre Spezifikationen werden in Form von Bewegungsgraden mit großen, geschwungenen Bögen dargestellt, wobei positive und negative Bewegungsgrade um den Mittelpunkt der Basis und das Lager der einzelnen Achsen rotieren. Bemerkenswert ist, dass der Arbeitsraum selbst oft an diese ungewöhnlichen Arbeitsbereiche angepasst werden muss, während sich der Roboter nicht an den Arbeitsraum anpasst.
Aufgrund ihrer starren, leichten Struktur sind die kartesischen/portalförmigen Roboter sehr genau und wiederholbar. Aufgrund ihrer einfachen Struktur sind Gantry-Roboter intuitiv zu programmieren und bei der Evaluierung neuer Automatisierungslösungen leicht zu visualisieren. Vor allem aber sind Gantry-Roboter konfigurierbar. Von einer Vielzahl von Motoren und Getrieben bis hin zu Komponenten und Materialien sind diese Roboter auf die Herausforderungen feuchter, gefährlicher und schmutziger Umgebungen vorbereitet.
Der kartesische Koordinatenroboter ist aufgrund seines relativ einfachen Aufbaus und seiner unkomplizierten Bedienung in der Fertigung sehr gefragt. Da die einzelnen Achsen leicht ausgetauscht werden können, werden die Ausfallzeiten reduziert und die Wartungskosten auf ein Minimum reduziert. Darüber hinaus kann das gesamte System in seine Einzelteile zerlegt werden, um es in mehreren Einzelachsanwendungen einzusetzen. Vor allem aber sind kartesische Koordinatenrobotersysteme im Vergleich zu anderen, komplexeren Robotern kostengünstig.
Gantry-Anwendungen:
Bei Gantry-Robotern befinden sich alle Achsen oberhalb des Arbeitsbereichs, was sie ideal für Überkopf-Arbeitsprozesse macht. Gantry-Roboter können zum Halten und Positionieren einer Vielzahl von Endeffektoren verwendet werden, wie z. B. bei: Leiterplattenbestückung, Dispensen, Sprühen, Materialhandhabung, Palettieren, Pick-and-Place, Wasserstrahl, Plattenschweißen, Reibschweißen, Montage, Verpackung, Unitizing, Sortieren, Scannen, Be- und Entladen von Schalen, Kamerapositionierung, Inspektion, Glasschneiden, Druckplotten, Laserschneiden, fliegende Messer, Befestigen und Schrauben.
Es wird behauptet, dass das Portal das wahre Arbeitspferd der modernen Industrie ist. Denken Sie einmal darüber nach... Millionen von Portalrobotern wurden in schlüsselfertige Maschinen verpackt und verkauft, wie z. B. für die Montage von elektronischen Bauteilen und für robotergestützte Bestückungssysteme. Auch heute noch sind lineare X-Y-Z-Portale aufgrund ihrer Genauigkeit und Steifigkeit die Hauptstütze der Koordinatenmessungsindustrie für Werkzeugmaschinen. Diese Art von Robotern eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen zusätzliche Orientierungsanforderungen minimal sind oder bei denen die Teile bereitgestellt werden können, bevor der Roboter sie aufnimmt.
Der oft übersehene Portalroboter ist die tragende Säule der modernen Automatisierungsindustrie und sollte aufgrund seiner Flexibilität, Effizienz und einfachen Implementierung immer für neue Automatisierungen in Betracht gezogen werden.