Effizienzmaximierung mit Portalrobotern (Gantry Robots) in der industriellen Automation

Es gibt unzählige Roboterarten für industrielle Zwecke. Aufgaben wie Lackieren, Schweißen, Pick-and-Place wurden früher von Menschen erledigt – was die Produktivität bremste. Menschen haben nicht die Ausdauer, ohne Pause durchzuarbeiten, was einer der Gründe für den Umstieg auf Automation war.

Unter den vielen Arten automatisierter Industriemaschinen nehmen Portalroboter (Gantry Robots) einen besonderen Platz ein. Wir untersuchen, was Portalroboter sind, ihre Einsatzgebiete in der Fertigung und wie sie sich zu anderen Maschinen verhalten.

Was sind Portalroboter (Gantry Robots)?

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Ein Portalroboter ist eine Maschine, die aus einem Manipulator besteht, der an einem Überkopfsystem montiert ist und lineare Bewegung entlang einer Ebene während des Betriebs ermöglicht. Auch als kartesische oder lineare Roboter bezeichnet, sind Portalroboter primär für Pick-and-Place-Operationen konzipiert, können aber auch für diverse andere Aufgaben eingesetzt werden.

Portalroboter bieten bestimmte Vorteile, die viele andere Roboterarten nicht erreichen:

• Vorhersehbarer Pfad: Sie folgen einem vorhersehbaren Pfad, was die Straffung der Funktionen zur Erstellung einheitlicher Produkte am Ende der Linie erleichtert.
• Einfache Programmierung: Sie sind leicht zu programmieren, da sie nur einer Bewegung entlang einer Bahn folgen. Das System basiert auf dem X-Y-Z-Koordinatensystem – dem unkompliziertesten System überhaupt.
• Unabhängig von Bodenfläche: Portalroboter sind nicht von der Bodenfläche betroffen. Selbst bei kleinstem Platzangebot funktionieren sie, da sie oberhalb verankert werden können.
• Hohe Positionsgenauigkeit: Sie verfügen über große Positionsgenauigkeit, was ihre Geschwindigkeit und Funktionalität steigert.
• Duale Arme: Sie haben zwei Arme, manche sogar mehr, und können so mehr Arbeit gleichzeitig erledigen. Das spart Zeit und verdoppelt die Produktion.
• Leichte Umsetzbarkeit: Sie können in jeden anderen Teil der Fabrik verlegt werden, ohne Teile zu demontieren. Nur die oberen Führungsschienen müssen versetzt werden – und sie sind schnell wieder betriebsbereit.
• Einzelsteuerung für mehrere Roboter: Ein einzelner Controller kann mehrere Portalroboter gleichzeitig mit synchronisierten Bewegungen steuern. Ideal für wiederholbare Aufgaben, die Arbeitslasten in Minuten bewältigen.

Anwendungen von Portalrobotern

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Wie die meisten Roboterarten sind Portalroboter für bestimmte Rollen im Fertigungsraum konzipiert. Diese Rollen bestimmen, wie groß die Portalroboter sein können, aber in den meisten Fällen sind sie eher kompakt. Hier sind einige gängige Anwendungen:

• Pick and Place: Das Aufnehmen und Platzieren von Gegenständen – klein und groß – von einem Ort zum anderen. Eine repetitive Aufgabe, die menschliche Energie spart, aber von Portalrobotern mit atemberaubender Geschwindigkeit hin- und herbewegt werden kann. Das Risiko, durch schwere Lasten verletzt zu werden, wird vollständig eliminiert.
• Präzisions-Punktschweißen: Eine Form des industriellen Schweißens, die zwei Teile an einer Stelle verbindet, um Gleichmäßigkeit zu erzeugen und Schweißspuren zu vermeiden. Erfordert einen hochpräzisen Roboter – Portalroboter gehören zu den wenigen, die das leisten.
• Maschinenhandling: Be- und Entladen von Fertigprodukten und Rohmaterialien. Eine intensive Aufgabe, die zu Verletzungen und Produktschäden führen kann. Portalroboter bewältigen dies ohne Fehlplatzierungen oder Fallenlassen.
• Teilemontage: In der Automobilindustrie wird nicht jedes Teil am selben Ort montiert. Kleinteile werden separat gefertigt und erst transportiert, wenn alles bereit ist. Diese Teile müssen exakt ohne Toleranzfehler gefertigt werden. Portalroboter bieten die nötige Genauigkeit und Geschwindigkeit.
• Verpackung: Verpackung erfordert Geschwindigkeit und Präzision. Früher machten Menschen das, aber nie schnell genug. Mit Portalrobotern wurde der Prozess nicht nur beschleunigt, sondern die Versiegelung ist besser – Inhalte sind sicher vor Kontamination geschützt.
• Stapeln (Stacking): Das Aufstapeln von Produkten zu ordentlichen Stapeln für den Transport. Nach Produktion und Verpackung müssen Fertigprodukte so angeordnet werden, dass sie leicht in wartende Lkw geladen werden können. Dies erfordert Balance und präzise Distanzeinschätzung – etwas, das nur Portalroboter ohne Probleme bewältigen.
• Werkzeugbearbeitung (Machine Tooling): Prozess, bei dem Metalle und andere Materialien geschnitten, geschliffen, graviert, gebohrt oder geschert werden, um neue Formen zu erzeugen. Ein intensiver Job, der hohe Genauigkeit zur Reduzierung von Ausschuss erfordert. Portalroboter sind mit Vision-Technologie ausgestattet, die präzise Schnitte ermöglicht.
• Dosieren (Dispensing): Freisetzen von Produkten während der Fertigung. Nützlich bei Verpackung – Portalroboter können Flüssigkeiten und Feststoffe präzise in Behälter füllen, ohne etwas zu verschütten.

Fazit

Portalroboter gibt es in vielen Größen und Formen – sie sind die vielseitigsten Industrieroboter, die Sie finden werden. Ihre Rollen lassen sich ohne großen Aufwand umwidmen. Wenn Sie über die Installation von Portalrobotern in Ihrer Fertigungsanlage nachdenken, aber unsicher sind, welchen Weg Sie einschlagen sollen, besuchen Sie unsere Website – unser Expertenteam beantwortet all Ihre Fragen.