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Lexikon: Modulare kartesische Roboter


Modulare kartesische Roboter

Quelle: EPSON Deutschland GmbH - Factory Automation Division

Definition

Als modulare kartesische Roboter werden Lineareinheiten als Einzelachsen oder vorgefertigte zwei- bis vierachsige kartesische Systeme zur Realisierung von Linearrobotern im Baukastensystem bezeichnet. Der Antrieb der Lineareinheiten erfolgt durch Elektromotoren per Kraftübertragung mittels Zahnriemen oder Spindeln. Auch der Einsatz von Achsen mit Linearmotor-Direktantrieben ist möglich. Die Konstruktion basiert auf freitragenden Linearachsen und kann Kragachsen sowie auch spezielle Vertikalachsen umfassen. Die Systeme werden bezüglich Achszahl, Achslänge und Tragkraft aus vorgegeben Modellgrößen zusammengestellt und im Baukastensystem mit Steuerung, Sensoren, Verkabelung und Software ausgestattet. Eine Ausstattung mit zusätzlichen Achsen kann möglich sein.

Funktionsprinzip

Modulare kartesische Roboter werden aus anwendungsspezifisch ausgewählten standardisierten Lineareinheiten und Komponenten im Baukastensystem realisiert. Die Verfahrgeschwindigkeit, Dynamik und Antriebskraft des Portals hängt von der Antriebsart sowie von der Kraftübertragung der Achsen ab.
Häufig haben die Achsen Antriebe mit extern angebaute Servo- oder Schrittmotoren, deren Drehbewegung über eine Kraftübertragung mit Zahnriemen oder Spindel in eine lineare Bewegung umgesetzt wird. Zahnriemen ermöglichen eine hohe Verfahrgeschwindigkeit bei relativ geringer Haltekraft. Spindelantriebe bieten begrenzte Verfahrwege und sind relativ langsam, erlauben jedoch hohe Vorschubkräfte und können selbsthemmend sein.
Achsen mit Linearmotor-Direktantrieb verfügen über sehr hohe Dynamik, Verfahrgeschwindigkeit und Positioniergenauigkeit, bieten jedoch nur geringere Vorschub- und Haltekräfte.
Spezielle Vertikalachsen bieten ausreichende Hebe- und Haltkräfte in vertikaler Richtung und ermöglichen große Arbeitswege bei geringem Einbauraum.

Einsatzbereich

Modulare kartesische Roboter werden als standardisierte Lösungen für Handhabungsaufgaben eingesetzt, bei denen bis zu vier Achsen erforderlich sind. Der Baukasten ermöglicht eine kostengünstige und schnelle Realisierung von betriebsbereiten Handhabungssystemen einschließlich der Steuerung. Die standardisierten kartesischen Roboter kommen typischerweise für kleine und mittlere Wege und Lasten zum Einsatz. Große Arbeitsräume und hohe Lasten erfordern in der Regel den Aufbau von Portalen als kundenspezifische Lösungen.
Typische Anwendungen sind z. B. Pick-and-Place-Aufgaben und leichtere Montageaufgaben sowie die Werkzeugführung zum Kleben und Aufbringen von Fetten. Anwender sind der interne Betriebsmittelbau sowie der Sondermaschinen- und Anlagenbau für die Elektro-, Elektronik- und Halbleiterindustrie sowie die Automobil- und Automobilzulieferindustrie und andere Branchen.

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