Konstruktion von Portalrobotern und allgemeine Anwendungen

MULTI-LINE PALLETIZING GANTRY ROBOTS und AUTOMATISCHE LAGER- UND RETRIEVAL-SYSTEME (ASRS)

WAS SIND PORTALROBOTER?

Ein Portalroboter ist ein automatisiertes Industriesystem, das auch als kartesischer Roboter oder Linearroboter bezeichnet werden kann. Portalroboter bewegen sich in der Regel auf linearen Bahnen und schaffen einen dreidimensionalen, kubischen Raum, in dem sie arbeiten können.

Aus diesem Grund ist die Bezeichnung kartesischer Roboter ideal, da der gesamte Arbeitsraum von oben nach unten durch zwei lineare Bahnen begrenzt wird, die sich rechtwinklig schneiden, um die Arbeitsebene zu bilden (in der Regel als X und Y bezeichnet). Wenn man eine dritte Achse hinzufügt (in der Regel als Z bezeichnet), entsteht die Tiefe, in der das Werkzeug am Ende des Arms innerhalb der kubischen Hülle arbeiten kann. Während diese drei Achsen die Hauptbewegungsformen sind, können Portalroboter so viele oder so wenige Achsen enthalten, wie für die Ausführung der gewünschten Aufgabe erforderlich sind.

Eine gängige Option ist das Hinzufügen einer vierten Rotationsachse, "U", am unteren Ende des Z-Trägers. Diese Achse dreht das Ende des Armwerkzeugs so, dass das Werkzeug parallel zum Boden bleibt. Es besteht die Möglichkeit, das Werkzeug nicht horizontal, sondern vertikal zu drehen.

Sage Gantry-Roboter verwenden verschiedene Wegesysteme und mechanische Antriebe. Zu den Wegesystemen gehören Rad und Schiene, Profilschiene und Rad und Träger. Zu den Antriebsmethoden gehören Riemen, Drahtseil, Traktor, Kette und geschlossener Reibungskreislauf.

In seltenen Fällen werden Portalroboter fälschlicherweise als Smart Cranes bezeichnet, da sie industriellen Brückenkränen ähneln. Portalroboter sind zwar nicht als Kräne definiert, weisen aber optische Ähnlichkeiten und Kernkonzepte auf. Kräne haben in der Regel freitragende z-Achsen-Kabel- oder Drahtseilsysteme, während Portalroboter eine starre mechanische z-Achsen-Lösung mit geringer Durchbiegung und hoher Wiederholbarkeit bieten. Brückenkräne werden manuell bedient, so dass der Begriff "intelligent" auf Portalroboter zutrifft, die völlig autonom arbeiten, ohne dass ein Bediener eingreifen muss.

Da sie autonom sind, arbeiten Portalroboter unabhängig von Menschen in ihrer Arbeitszelle und bieten eine Präzision und Genauigkeit, die Brückenkränen nicht zur Verfügung steht.

WANN SOLLTEN SIE EINEN PORTALROBOTER EINSETZEN?

Für die Automatisierung von Aufgaben, die eine hohe Wiederholgenauigkeit erfordern, kann jeder Robotertyp eingesetzt werden. Die industrielle Automatisierung kann die Produktion optimieren, Verletzungen reduzieren und es den Mitarbeitern ermöglichen, sich auf andere Aufgaben wie die Qualitätskontrolle zu konzentrieren. Ein Portalroboter ist insbesondere dann ideal, wenn ein großes oder schweres Objekt mit Präzision manipuliert und gehandhabt werden muss oder die Aufgabe eine Manipulation des Objekts über einen großen Bereich erfordert.

Sage Gantry-Roboter sind in einer Vielzahl von Größen, Stärken und Konfigurationen erhältlich. Ein kleiner Portalroboter hat die Größe eines kleinen Zimmers, während ein großer Portalroboter so lang wie ein Fußballfeld und so breit wie fünfzig Fuß oder mehr sein kann, je nach den Einschränkungen der Endbenutzereinrichtung. Die Nutzlasten können von wenigen Pfund bis zu mehreren Tonnen reichen.

Portalroboter werden vor allem in Pick-and-Place-Anwendungen eingesetzt, sind aber auch für eine Vielzahl von Aufgaben geeignet, darunter:

- PALLETISIEREN

- DEPALETTIEREN

- BE-/ENTLADEN VON MASCHINEN

- IM PROZESS

- ENDE DER LINIE

- MATERIALTRANSPORT

- MASCHINENBESCHICKUNG

- SORTIERUNG UND LAGERUNG

- VERPACKUNG

ALLGEMEINE PORTALROBOTER-ANWENDUNGEN

Die Mehrlinien-Palettierung ist eine der häufigsten Aufgaben, die eine Automatisierung erfordern.

Im Grunde genommen stellen diese Systeme Palettenladungen einzelner Produkttypen für mehrere Produktionslinien gleichzeitig zusammen, die für den Versand an Endkunden oder Vertriebseinrichtungen bereit sind. Der Transport der Produkte zum Roboter erfolgt entweder über einzelne, den jeweiligen Produkten zugeordnete Förderer oder über eine Vielzahl von Produkten anliefernde Stammlinien. Bei Multiprodukt-Stammlinien leitet ein Sortierband die einzelnen Produkte zur Palettierung auf vorher festgelegte Bahnen ab. Der Roboter empfängt die Produktdaten für jede Bahn und erstellt die entsprechenden Stapelmuster für jedes Produkt.

Portalroboter sind eine der besten Lösungen für die Palettierung in mehreren Linien. Mehrere Lastaufnahmestellen und Produktzuführungsbahnen nehmen viel Platz in Anspruch und erfordern einen Roboter mit einem geeigneten Arbeitsbereich, um alle Zuführungslinien und Aufnahmestellen zu erreichen. Ein Portalroboter bietet genügend Verfahrweg, um mehrere Produktionslinien mit nur einem Roboterkopf zu bedienen. Im Gegensatz dazu kann ein fest montierter Knickarm aufgrund seiner begrenzten Reichweite nicht mehr als ein paar benachbarte Produktionslinien palettieren. Einige Lösungen verwenden jedoch einen Gelenkarm, der auf einer Schiene oder einer anderen mobilen Plattform angebracht ist. In diesen Fällen wird der Knickarm praktisch zum End-of-Arm-Werkzeug eines Portalroboters. Aufgrund ihrer vollständig anpassbaren Arbeitsfläche und ihrer mechanischen Einfachheit sind Portalroboter ideal für die Palettierung in mehreren Produktionslinien geeignet.

Automatisierte Lager- und Bereitstellungssysteme sind häufige Anwendungen für Portalroboter in der Mitte des Fertigungsprozesses.

Der Innenraum eines Portals wird nicht nur als Bereitstellungsort, sondern auch für die tatsächliche Zwischenlagerung und -speicherung genutzt. Produktions- und Nachfrageschwankungen bestimmen die Lagerdauer für jede Art von Produkt innerhalb der Umhüllung. Die ASRS-Portalroboter optimieren die Bodenfläche und die Lagerhaltung, wobei der direkte Zugang zu den Produkten erhalten bleibt.

Datenbanksysteme verfolgen die Lebensdauer der Lagerplätze und ermöglichen einen FIFO-Produktfluss (First In, First Out). Dies ermöglicht es, veraltete SKUs auszulagern oder Platz für gängigere SKUs zu schaffen. Darüber hinaus können identische Produkte in einzelnen Picks oder an benachbarten Orten gruppiert werden, um den Durchsatz und die Organisation zu maximieren.

Für Vorgänge mit großen oder schweren Produkten, die den Nutzen eines Regalsystems einschränken, bieten Portalroboter-ASRS-Systeme eine flexible Alternative.