Montageroboter verstehen:Wie automatisierte Arme die Fertigung revolutionieren

Montageroboter sind computergesteuerte, automatisierte, programmierbare Maschinen, die in der Fertigung und anderen industriellen Umgebungen eingesetzt werden. Diese Roboter führen zugewiesene Aufgaben auf der Grundlage von in einen Computer programmierten Bewegungsrouten aus. Typischerweise scheinen diese Roboter nicht mehr als ein Roboterarm oder eine Reihe von Armen zu sein, die Funktionen wie Schweißen, Schneiden, Kommissionieren oder Materialplatzierung entlang einer Montagelinie ausführen. Fertigungsumgebungen mit übermäßig sich wiederholenden Aufgaben, gefährlichen Materialien oder unsicheren Bedingungen sind die idealen Umgebungen für Montageroboter.

Zunächst tauchten in den 1970er Jahren computergesteuerte Maschinen in der Industrie mit sehr eingeschränkter Mobilität auf. Industrieroboter, die größere Kategorie der Robotik, zu der heute Montageroboter gehören, benötigen mindestens zwei Achsen, um sich entlang einer geraden Linie zu bewegen. Zwei Achsen ermöglichen es einem Roboter, sich entlang einer geraden Linie hin und her oder entlang einer geraden Linie auf und ab zu bewegen. Während in einigen Industrieumgebungen Maschinen mit solch eingeschränkter Mobilität eingesetzt werden können, benötigen die meisten Montagelinien und andere Fertigungseinrichtungen viel mehr Mobilität und Vielseitigkeit.

Als sich die Robotertechnologie seit den 1970er Jahren bis heute weiterentwickelte, veröffentlichte die Internationale Organisation für Normung (ISO) Standards für die Definition von Industrierobotern. Montageroboter und andere Industrieroboter, die von der ISO als Mehrzweckmanipulatoren bezeichnet werden, müssen ISO-Kriterien erfüllen. Das Hauptkriterium für Montage- oder andere Fertigungsroboter ist die Verwendung von drei oder mehr Achsen, auf denen der Roboter schwenkbar ist. Mithilfe von drei Achsen sind Industrieroboter in der Lage, eine beliebige Anzahl von Materialien zu manipulieren und eine beliebige Anzahl von Bewegungen auszuführen, die für die Montage von Produkten erforderlich sind.

Drei Achsen ermöglichen es Montagerobotern, sich nicht nur entlang einer geraden Linie, sondern überall in der Reichweite des Roboterarms durch den Raum zu bewegen. Fortgeschrittenere Montage- oder Fertigungsroboter verfügen über die erforderlichen drei Achsen sowie drei zusätzliche Achsen zur Steuerung von Gieren, Nicken und Rollen. Mit anderen Worten:Fortgeschrittene Roboter können nicht nur jeden Punkt im Raum in ihrer Reichweite erreichen, sondern dies auch aus jedem Winkel.

Für das ungeübte Auge erscheinen solche Achsen an Roboterarmen als ähnlich einer Schulter, einem Ellbogen und einem Handgelenk. Was die Funktion betrifft, so verhalten sich Montageroboter genau so, denn sie nutzen Achsen für Flexibilität und erhöhte Geschicklichkeit. Je mehr sich ein Roboterarm oder eine andere Roboterform bewegen kann, desto begrenztere Aufgaben kann der Roboter erfolgreich bewältigen.

Ein Roboterarm mit mindestens drei Achsen ist nicht das einzige Kriterium für Industrieroboter, denn Montageroboter müssen auch über alle Peripheriegeräte verfügen, die für die Funktion des Roboters erforderlich sind. Zu diesen Peripheriegeräten gehören Computersteuerungen und Softwareschnittstellen sowie zusätzliche Hardwarekomponenten. Als Arbeitszellen werden alle Komponenten zusammengefasst, die für den Betrieb von Montagerobotern benötigt werden. In Fertigungsumgebungen werden zahlreiche Arbeitszellen verwendet, wobei jede Zelle vorab zugewiesene Aufgaben wiederholt.

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