Erweiterung der Roboterreichweite:Schienen, Portale und rotierende Basen erschließen neue Fertigungsmöglichkeiten

In der modernen Fertigungsumgebung ist das traditionelle Bild eines Industrieroboters oft das eines stationären sechsachsigen Arms, der an einer einzigen Stelle in der Fabrikhalle verankert ist. Obwohl diese „festen“ Roboter unglaublich vielseitig sind, ist ihre Reichweite natürlich durch die physische Länge dieses Armmodells begrenzt. Für Hersteller, die mit großen Werkstücken, mehreren Arbeitsstationen oder komplexen Montagelinien zu tun haben, kann diese einzigartige Reichweite zu einem erheblichen Engpass werden.

Um diese Einschränkungen zu überwinden, greifen Branchenführer zunehmend auf Roboterperipheriegeräte zurück – wie lineare Schienen, Deckenportale und rotierende Sockel. Diese Systeme, die oft als „externe“ oder „Hilfs“-Achsen bezeichnet werden, verwandeln einen Roboter von einem stationären Werkzeug in ein viel mobileres, leistungsstarkes Gerät, das große Arbeitsbereiche bedienen kann. Alle Yaskawa-Positionierer und externen Achsen nutzen die gleichen Servomotoren und Encoder, um die gleiche Wiederholgenauigkeit im Submillimeterbereich wie unsere Roboter zu gewährleisten.

Lineare Spuren:Hinzufügen der siebten Achse

Eine der gebräuchlichsten Möglichkeiten, die horizontale Reichweite eines Roboters zu vergrößern, ist ein lineares Schienensystem . Durch die Montage eines Standard-Gelenkroboters auf einer bodenbasierten oder erhöhten Schiene fügen Hersteller dem System effektiv eine „siebte Achse“ hinzu.

• Erweiterter horizontaler Hub: Mit linearen Schienen kann ein Roboter große Distanzen zurücklegen – oft mehrere Meter oder mehr – und sich so zwischen mehreren Arbeitsstationen bewegen, eine Reihe von Maschinen bedienen oder lange Teile zur Bearbeitung überbrücken.
• Koordinierter Antrag: Bei erweiterten Setups ist die Spur vollständig mit der Bewegung und Wiederholbarkeit des Roboters synchronisiert. Dies bedeutet, dass der Roboter komplexe Aufgaben wie das Schweißen einer langen Naht an einem großen Transportchassis ausführen kann, während er sich reibungslos entlang der Schiene bewegt, ohne anhalten zu müssen, um sich neu zu positionieren.
• Grundflächenoptimierung: Da ein einzelner Roboter einer Station ausweichen kann, während er eine andere bearbeitet, tragen lineare Schienen dazu bei, einen flexiblen und offenen Grundriss aufrechtzuerhalten.

Portalsysteme:Der Overhead-Vorteil

Wenn die Stellfläche knapp ist oder die Aufgabe einen Hochgeschwindigkeitszugang von oben erfordert, verwenden Sie Portalsysteme sind die bevorzugte Lösung. Diese Systeme verfügen über einen Überkopfrahmen oder eine Brücke, die es dem Roboter ermöglicht, sich in orthogonalen Richtungen zu bewegen – typischerweise entlang der X-, Y- und Z-Achse.

• Große rechteckige Arbeitsbereiche: Portale sind für die Abdeckung massiver rechteckiger Umschläge konzipiert und eignen sich daher ideal für die Materialhandhabung, Palettierung und Maschinenbeschickung über mehrere Linien hinweg.
• Maschinenbetreuung von oben nach unten: Durch die Montage des Roboters über Kopf ermöglichen Portale einen freien Zugang zur Oberseite von CNC-Maschinen, Spritzgusseinheiten oder Montagestationen. Durch diese Überkopfposition bleibt der Boden auch für menschliche Arbeiter und andere Geräte frei.
• Schwere Nutzlastkapazität: Portalkonstruktionen sind von Natur aus steif und stabil, sodass sie wesentlich schwerere Lasten tragen und bewegen können als die meisten standardmäßigen bodenmontierten Arme und können zum Transport von Material von Station zu Station verwendet werden.

Rotierende Basen und Positionierer:360-Grad-Flexibilität

Während Schienen und Portale die lineare Reichweite eines Roboters erweitern, rotierende Basen und Werkstückpositionierer Verbessern Sie die Winkelzugänglichkeit.

• Unendlicher Zugriff: Eine rotierende Basis ermöglicht es einem Roboter, sich um 360 Grad zu drehen, sodass er Teile oder Werkzeuge warten kann, die in einer kreisförmigen „Nabe“ um seinen Sockel angeordnet sind. Dies ist besonders nützlich bei der mehrstufigen Montage, bei der der Roboter aus einem Bereich greifen und in einem anderen platzieren muss.
• Koordinierte Werkstückdrehung: In vielen Anwendungen wird die „Hilfsachse“ auf das Teil selbst und nicht auf den Roboter angewendet. Ein rotierender Drehtisch oder Positionierer kann ein komplexes Werkstück – wie einen Motorblock oder eine Turbinenschaufel – so ausrichten, dass der Roboter – oder sogar mehrere Roboter – immer den optimalen Winkel zum Schweißen, Schneiden, Endbearbeiten oder Prüfen haben.
• Reduzierte Zykluszeiten: Durch Drehen des Teils oder der Roboterbasis können Hersteller komplexe „Schlangenmenschen“-Roboterhaltungen überflüssig machen, was zu schnelleren Bewegungen und kürzeren Gesamtzykluszeiten führt.

Warum Extended Reach für Hersteller bahnbrechend ist

Für einen Hersteller geht es bei der Investition in diese Peripheriegeräte um mehr als nur darum, „den Arbeitsbereich des Roboters zu vergrößern“. Es handelt sich um einen strategischen Schritt, der sich direkt auf Effizienz, Kosten und Sicherheit auswirkt .

1. Geringere Gesamtinvestition: In vielen Fällen ist es kostengünstiger, einen kleineren, kostengünstigeren Roboter zu kaufen und ihn auf einer Schiene zu montieren, als nur wegen der Reichweite in größere Roboter zu investieren.
2. Erhöhte Produktivität und Durchsatz: Ein einzelner Roboter auf einer Schiene kann die Arbeit von drei stationären Robotern erledigen, wodurch der Umfang der benötigten Ausrüstung und die Komplexität des Steuerungssystems reduziert werden.
3. Verbesserte Qualität und Konsistenz: Insbesondere bei langen Schweißkonstruktionen können Hersteller durch die Beibehaltung des idealen Arbeitswinkels durch synchronisierte Außenachsen eine überlegene Schweißnahtdurchdringung, Lackierung oder Messgenauigkeit erzielen.
4. Verbesserte Sicherheit am Arbeitsplatz: Die Automatisierung der Handhabung großer, schwerer oder unhandlich geformter Teile verringert die körperliche Belastung menschlicher Arbeiter und minimiert das Unfallrisiko in gefährlichen Umgebungen.

Fazit:Gestalten Sie die Zukunft Ihrer Anlage

Die Fabrik der Zukunft wird nicht durch die Größe ihrer Roboter definiert, sondern durch die Flexibilität ihrer Systeme . Durch die Integration von Peripheriegeräten wie Schienen, Portalen und Drehgestellen können sich Hersteller von den Zwängen der stationären Automatisierung befreien und völlig neue Produktionskapazitäten erschließen.

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Josh Leath ist Senior Product Manager – Thermal

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