Wesentliche Roboter-Typen, die jeder Hersteller kennen sollte

Heute findet sich für fast jeden Fertigungsprozess ein passender Industrieroboter. Die Herausforderung: Verstehen, welcher Typ für welche Aufgaben optimal geeignet ist. Viele Hersteller tun sich schwer – Robotik kann komplex wirken.

Kurz gesagt: Industrieroboter differenzieren sich durch Flexibilität, Reichweite, Nutzlastkapazitäten. Bei der Auswahl diese Designfaktoren gegen Ihre Fabrikoperationen abwägen. Hier die unverzichtbare Liste der Roboterarten und ihre Anwendungen.

Gelenkarmroboter (Articulated Robots)

Hochflexible Roboter mit zahlreichen Drehgelenken. Bewegung in mehreren Ebenen – je nach Gelenkzahl bis zu 10 Achsen. 6-Achs-Roboter aktuell am verbreitetsten, neuere Designs bis 7 Achsen. Arme von mehreren internen Motoren angetrieben.

Hohe Dexterity prädestiniert für komplexe Industrieanwendungen. Erreichen unter, über, schwenken, nicken – wie menschliche Hand. Verschiedene End-of-Arm-Tools (EOAT) passend zur Aufgabe erweitern Einsatzspektrum.

Qualitative Gelenkarmroboter: gut verwaltete Kabel, IP-Schutz, abgedichtete Gelenke. Qualifiziert für Feuchtigkeit, Hitze, Reinraumprozesse. Durch Flexibilität vielfältige Montagemöglichkeiten (Boden, Wand, Decke) passend zum Werkslayout.

Vorteile:

• Hohe Flexibilität
• Komplexe Aufgaben ausführbar
• Mehrere Montagestile für diverse Industrieprozesse

Nachteile:

• Langsamer durch Gewicht & multiple Gelenke
• Teuer

Empfohlene Anwendungen:

• Maschinenbestückung (Machine Tending)
• Produktverpackung
• Produktinspektion
• Produktmontage

SCARA-Roboter

Selective Compliance Articulated Robot Arm. Begrenzte Flexibilität: Bewegung in X- und Y-Achse, starr in Z-Achse. Bewegt sich links, rechts, vor, zurück. Z-Achsen-Starrheit = vertikale Bewegung auf fester Achse. Kleiner Arbeitsraum, kompakte Größe → hohe Geschwindigkeit.

Design prädestiniert für Industriemontage kleiner Teile. Beispiel: Leiterplattenfertigung – SCARA pickt Mikroteile aus Tray, setzt auf Board. Neben Montage: repetitive Aufgaben mit Objekttransfer zwischen zwei parallelen Ebenen.

Vorteile:

• Kompakter Arbeitsraum
• Hohe Geschwindigkeit
• Hohe Präzision & Wiederholbarkeit

Nachteile:

• Typischerweise geringe Nutzlastkapazität
• Begrenzte Flexibilität = begrenzte Anwendungsmöglichkeiten

Empfohlene Anwendungen:

• Bauteilmontage
• Produktinspektion
• Pick-and-Place

Delta-Roboter

3 parallele Roboterarme auf stationärer Basis. Arme mit prismatischen & Drehgelenken, angetrieben von 3 Motoren in der Basis. Design: zusätzliche Stabilität, Flexibilität nur in X/Y. Motoren in Basis (nicht in Armen) → Arme leicht → sehr hohe Geschwindigkeit.

Design erfordert Überkopfmontage – Arme hängen nach unten. Ideal für Inline-Funktionen: Sortieren auf Förderbändern. Anpassbar mit Sensoren/Visionssystemen für höhere Genauigkeit & Performance.

Vorteile:

• Hochgeschwindigkeitsbetrieb
• Kompakter Arbeitsraum
• Hohe Genauigkeit

Nachteile:

• Begrenzte Reichweite
• Begrenzte Flexibilität
• Nur kleine Nutzlasten

Kartesische Roboter (Cartesian Robots)

Würfelförmiger Arbeitsraum. Vor-Ort-Montage, anpassbar für spezifische Anwendungen. 3+ lineare Aktuatoren, senkrecht zueinander. Bewegen sich immer nur entlang einer Achse gleichzeitig.

Montage: vertikal, horizontal, überkopf. Überkopfmontage = Portalroboter (Gantry), Funktionen weitgehend identisch. In Installationsphase: Hubwege, Geschwindigkeiten festgelegt.

Im Gegensatz zu Gelenkarmrobotern: limitierte Manöver. Kein Greifen & Drehen von Teilen. Programmierung komplex, aber vorkonfigurierte Modelle oder separate Programmiertools nutzbar.

Vorteile:

• Mehrere Installationsmöglichkeiten
• Hohe Genauigkeit
• Anpassbar für spezifische Aufgaben

Nachteile:

• Installation & Programmierung komplex
• Nur eine Achse bewegt sich gleichzeitig
• Komplexität kann Kleinbetriebe abschrecken

Empfohlene Anwendungen:

• 3D-Druck
• Pick-and-Place-Aufgaben
• Produktinspektion

Polare Roboter (Polar Robots)

4 Hauptteile: Drehbasis, Elevationsdrehpunkt, teleskopartig ausfahrbarer Arm, Auszugsausleger. Für einfache Aufgaben: erreicht nur Bereich um Basis. Bewegt sich in XYZ, erreichbare Punkte durch Armlänge von Basis bestimmt.

Arbeitswinkel = kugelförmig. Installation: Werksboden oder Tischplatte (größen-/aufgabenabhängig). Durch Armstruktur & Ausfahrbewegungen besser für Operationen ohne viel Bewegung/hohe Wiederholbarkeit.

Vorteile:

• Arm manövriert über/unter Objekte
• Signifikanter Arbeitsraum abdeckbar

Nachteile:

• Niedrige Genauigkeit & Wiederholbarkeit
• Relativ langsam
• Begrenzter Anwendungsumfang

Empfohlene Anwendungen:

• Punktschweißen
• Bohren
• Druckguss
• Spritzguss

Zylindrische Roboter (Cylindrical Robots)

Struktur: rotierende Welle auf Basis via Drehgelenk. Welle senkrecht mit Roboterarm verbunden, der sich ausdehnen, einziehen, vertikal entlang der Welle bewegen kann.

Kompaktes Design = gut für kleine Fabriken ohne viel Platz. Rotierende Welle bewegt Arm in 360°-Ebene → zylindrischer Arbeitsraum. Bewegungen limitiert (Arm wenig flexibel) → wenige industrielle Prozesse anwendbar.

Vorteile:

• 360°-Arbeitsraum
• Größere Designs bewältigen hohe Nutzlasten
• Kompakte Struktur = wenig Platzbedarf

Nachteile:

• Begrenzte Flexibilität
• Begrenzte Anwendungen
• Niedrige Genauigkeit & Wiederholbarkeit

Empfohlene Anwendungen:

• Maschinenbe- & -entladen
• Gießereianwendungen
• Druckguss

Kollaborative Roboter (Cobots)

Roboter: enorm nützlich, aber risikoreich – besonders im gemeinsamen Raum mit Menschen. „Blinde“ Bewegungen → Verletzungen, Kollisionen. Ursprüngliches Design: Roboter ohne menschliche Eingriffe. Scharfe Kanten, nicht menschengerecht. Forschung beweist: Fertigung profitiert von Kombination menschlicher & robotischer Stärken.

Kollaborative Roboter (Cobots) adressieren dies. Definition: menschenfreundlicher (Sicherheit & Betrieb). Nicht über Achszahl definiert, sondern über Kooperationsfähigkeit.

Hauptmerkmale:

• Abgerundete Kanten – geglättet, teils kunststoffummantelt. Reduziert Verletzungen bei versehentlichem Kontakt.
• Bewegungssensoren – an Armen, erkennen Menschen/Hindernisse im Arbeitsraum. Auslösung: Verlangsamung oder Stopp (entferngesteuert).
• Geringere Geräuschemission – hohe Dezibel schädigen Gehör. Cobots minimieren Lärm für sichere Zusammenarbeit.

Vorteile:

• Sicherer als andere Roboter
• Mehr Wert durch Kombination menschlicher & robotischer Stärken
• Leise Design verbessert Werksumgebung
• Kompakte Struktur

Nachteile:

• Teurer durch Zusatzfeatures

Fazit

Jeder Industrierobotertyp bietet Lösungsbündel für diverse Anwendungen. Mit klarerem Verständnis der Funktionsweisen leichter identifizierbar, welcher Typ zu Ihren Fabrikbedürfnissen passt. Doch: Arbeitsergebnis nur so gut wie Roboterqualität. Ziel: Industrieroboterhersteller mit Qualitätsinputs & innovativen Lösungen.