Repetitive Aufgaben einem Roboter zu überlassen ist auf mehreren Ebenen sinnvoll. Während sowohl Zeit als auch Kosten eingespart werden können, werden auch Mitarbeitende von nicht besonders erfüllenden Tätigkeiten entlastet. Da die Vielfalt der auf dem Markt verfügbaren Roboter groß ist, verschaffen wir Ihnen im Artikel einen Überblick über die verschiedenen Modelle.
1. Der Linearroboter
Der Roboter, der am meisten Einsatz in der Industrie findet, ist der sogenannte Linearroboter, welcher auch als Portal- oder XYZ-Roboter bekannt ist. Durch seine hohe Anpassungsfähigkeit gelingt es ihm, sich in jedes Maschinendesign einzufügen. Auch bezüglich der Programmierbarkeit erweist sich der Linearroboter als unkompliziert: Der Fahrbefehl entspricht der Realbewegung des Roboters und findet nicht über komplexe kinematische Berechnungen statt, was die Programmierung maßgeblich erleichtert.
Der Linearroboter setzt sich aus drei oder vier Achsen zusammen: Der Basisachse, der darauf befestigten Querachse und einer Auslegerachse, bei der sich nicht der gesamte Wagen, sondern lediglich das Führungsprofil bewegt. Außerdem können die bestehenden Achsen mit zusätzlichen Drehachsen kombiniert werden. Linearroboter sind für fast alle Einsatzbereiche geeignet.
2. Der Deltaroboter
Für Anwendungen, bei denen beispielsweise Bauteile von Förderbändern gepickt werden, um sie auf ein nächstes Förderband zu legen, eignen sich Deltaroboter hervorragend. Sogenannte Parallelkinematiken, die der Deltaroboter vorweist, ermöglichen dabei eine beeindruckende Geschwindigkeit von 200 Picks pro Minute. Das bedeutet, dass der Roboter innerhalb einer einzigen Minute bis zu 200 Teile aufnehmen und ablegen kann – vorausgesetzt, der verwendete Greifer kann bei dieser Geschwindigkeit ebenfalls mithalten. Eine typische Prozesszeit in der Industrie beträgt in der Praxis ungefähr 60 Picks pro Minute.
3. Der Gelenkarmroboter
Palettieren, Schweißen, Greifen und Prüfen fallen in das Spezialgebiet des Gelenkarmroboters. Der Aufbau des Roboters orientiert sich am menschlichen Arm und er ist, je nach Anzahl der eingebauten Gelenke, unterschiedlich flexibel in seinen Bewegungen. Standardmäßig besitzt der Gelenkarmroboter sechs Achsen, allerdings gibt es auch Ausführungen mit vier Stück. Letzteres wird als Scara-Roboter bezeichnet. Um die Reichweite des Roboters zu vergrößern, wird häufig eine Linearachse – die sogenannte siebte Achse – eingebaut.
Der fixe Aufbau des Roboters macht es oft schwierig, diesen in eine Maschine zu integrieren. Aus diesem Grund ist es üblich, den Gelenkarmroboter als eigene Lösung und nicht als Teil einer Maschine einzusetzen.
4. Der kollaborierende Roboter
Schließlich sind kollaborierende Roboter, die sogenannten Cobots, häufig die beste Wahl zum Erledigen monotoner Tätigkeiten. Wie der Name schon verrät, geht es bei diesem Modell darum, mit dem Menschen zusammenzuarbeiten. Im Gegensatz zu den Cobots, müssen die vorher genannten Industrieroboter eingezäunt werden, um niemanden zu verletzen. Aufgrund zusätzlicher Funktionalitäten, abgerundeter Kanten und reduzierter Geschwindigkeit fällt eine Einhausung hier bei vielen Aufgaben weg. Aufgebaut ist der Cobot oftmals wie ein Gelenkarmroboter mit sechs Achsen.
Ein weiteres Merkmal des Cobots bezieht sich auf seine einfache Programmierung. Die dazugehörige Benutzeroberfläche ist simpel aufgebaut und der Roboter kann im sogenannten „Freedrive-Modus“ mit der Hand schnell an die geforderte Position manövriert werden, was auch unerfahrenen Roboterprogrammierern ein effizientes Arbeiten ermöglicht.
Das Nebeneinander von Mensch und Roboter bedeutet nicht nur die Zukunft, sondern wird so auch schon in der Gegenwart möglich – insofern man für einen hohen Grad der Kollaboration bereit ist. In unserem Artikel „Wie Sie die 4 Stufen zur Kollaboration zwischen Mensch und Roboter erklimmen” finden Sie mehr zum Thema.
Die 6 Kriterien der Roboter-Wahl
Nach den folgenden sechs Kriterien wird grundsätzlich entschieden, welcher Roboterarm am besten für die jeweilige Applikation geeignet ist:
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Das Gewicht der Werkstücke
Bis zu 16 Kilogramm kann ein Cobot stemmen. Bei Werkstücken, die diese Gewichtsgrenze überschreiten, muss zu einem der herkömmlichen Industrieroboter gegriffen werden.
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Die Größe der Serie
Cobots eignen sich sowohl für kleine als auch für große Serien. Allerdings bietet der Cobot speziell bei Kleinserien den Vorteil der einfachen und schnellen Programmierung. Somit punktet der Cobot aufgrund seiner hohen Flexibilität.
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Das Budget
Selbstverständlich spielen auch die Kosten eine erhebliche Rolle. Je länger es dauert, einen Roboter in den Prozess zu integrieren, desto mehr Kosten fallen an. Cobots brillieren in diesem Punkt, da sie sich einfach in den Produktionsprozess einbinden lassen.
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Der Platz
Je nach Situation in der Produktionsstätte, darf ein Roboter mehr oder weniger Platz einnehmen. Auch dieser Faktor ist bei der Wahl wichtig zu beachten.
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Die Taktzeiten
Sollen die Taktzeiten optimiert werden, muss beispielsweise ein Schritt rückwärts bezüglich der Kollaboration gemacht werden. Das bedeutet, dass der Roboter dann nicht mehr in einem besonders engen Kontakt mit dem Menschen arbeiten darf. Herkömmliche Gelenkroboter meistern dies durch ihre schnellen Taktzeiten mit Bravour. Diese benötigen jedoch eine Einhausung und eine Spezialistin oder einen Spezialisten in puncto Roboterprogrammierung.
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Das Programmier-Know-How
Während Industrieroboter etwas komplexer zu programmieren sind, erfordert das Programmieren kollaborierender Roboter kaum Fachwissen. Welche Lösung sich am besten eignet, ist also auch vom vorhandenen Programmier-Know-How abhängig.
