Was ist ein Transportroboter?
Transportroboter sind Industrieroboter, die zwischen Montage- und Bearbeitungsmaschinen installiert werden, um automatisch zwischen den Prozessen zu wechseln.
Es gibt verschiedene Typen, von solchen, die mit Hilfe von Sensoren die zu bewegende Position festlegen, bis hin zu solchen, die mit Hilfe von Bilderkennung das Transportziel automatisch bestimmen. Im Einzelnen handelt es sich um Schieberoboter, die sich für einfache Anwendungen eignen, SCARA-Roboter, die sich für EMS-Anwendungen eignen, und autonome Roboter, die sich frei in der Fabrik bewegen können.
Anwendungen von Transportrobotern
1. Gleiter
Gleiter zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich nur in zwei Richtungen (eine Achse) bewegen können, vorwärts und rückwärts. Als Motoren werden Servomotoren und Schrittmotoren verwendet.
Der einfache Mechanismus kann kostengünstig eingesetzt werden. Sie werden auch für den Transport schwerer Lasten und zum Be- und Entladen von Lastwagen eingesetzt.
2. SCARA-Roboter
SCARA-Roboter sind Knickarmroboter, die auf horizontale Bewegungen spezialisiert sind. Sie werden eingesetzt, um Werkstücke von Förderbändern zu greifen und sie auf horizontale Förderbänder zu bringen oder in Behälter zu legen.
Der Vorteil dieser Roboter ist, dass sie auf kleinem Raum arbeiten können und neben Transportrobotern auch für die Montage von Werkstücken und das Festziehen von Schrauben eingesetzt werden.
3. Autonome Roboter
Autonome Roboter sind darauf spezialisiert, Werkstücke zu entlegenen Stellen innerhalb einer Fabrik zu bewegen. Sie sind auch als ‚AMR‘ bekannt, eine Abkürzung für ‚Autonomous Mobile Robot‘.
Ihre Besonderheit besteht darin, dass Menschen und Roboter gemeinsam Transportaufgaben ausführen können. Ein Anwendungsbeispiel wäre ein Lager, in dem ein Mensch Gegenstände aus einem Regal entnimmt und ein autonomer Roboter den Transport der Gegenstände durchführt.
Zu den Vorteilen der Einführung autonomer Roboter gehören kürzere Wege für die Arbeiter und weniger Arbeitskräfte.
Funktionsweise von Transportrobotern
Transportroboter erkennen und bewegen Werkstücke, indem sie die XYZ-Koordinaten im Voraus festlegen. Eine andere Methode, die sich in letzter Zeit durchgesetzt hat, ist die Koordinatenerkennung mittels Bilderkennung.
Das System nimmt ein Bild von oben auf und bestimmt den Raum. Dann bestimmt es automatisch, wo es geladen werden soll, und lädt es. Der Vorteil ist, dass die Koordinaten nicht im Voraus festgelegt werden müssen, der Nachteil ist jedoch, dass die Kosten etwas höher sind.
Konfigurationen von Transportrobotern
Typische Roboter haben eine Sechs-Achsen-Konfiguration. Der Grund dafür ist, dass es, wenn die Position und Haltung eines Objekts im dreidimensionalen Raum in einem kartesischen Koordinatensystem ausgedrückt wird, sechs Freiheitsgrade gibt: je einen Freiheitsgrad in Richtung der XYZ-Achse und je einen Freiheitsgrad in der Richtung um die XYZ-Achse. Die Tatsache, dass ein Roboter 6 Freiheitsgrade hat, ermöglicht es ihm, in drei Dimensionen zu arbeiten und dabei seine Position und Haltung zu kontrollieren.
Ein Industrieroboter besteht aus einem Manipulator, der Bewegungen und Arbeiten ausführt, einer Steuerung, die den Manipulator bewegt und kontrolliert, und einem Programmiergerät, das dem Manipulator beibringt, wie er sich bewegen soll. Dies sind die drei Grundelemente.
Die sechs Achsen des Manipulators werden im Allgemeinen mit AC-Servomotoren gesteuert. Jede dieser sechs Achsen ist in die folgenden sechs Kategorien unterteilt: Drehen des Körpers, Bewegen des Unterarms, um den Körper vor und zurück zu bewegen, Bewegen des Oberarms, um den Arm auf und ab zu bewegen, Drehen des Handgelenks, um den Arm zu drehen, und Drehen des Handgelenks, um das Handgelenk zu drehen.
Weitere Informationen zu Transportrobotern
1. Marktegröße
Die Marktgröße von Transport-Robotern ist im Steigen begriffen, von ca. 107 Mio. Euro im Jahr 2018 auf ca. 134 Mio. Euro im Jahr 2020.
Derzeit werden sie vor allem in Krankenhäusern, in der Gastronomie und für den Transport von Waren in Lagern eingesetzt. Unternehmen beginnen mit dem Einsatz von Transportrobotern, nachdem sie die Kosten für die Einführung von Robotern gegen die Kosten für Arbeitskräfte abgewogen haben.
2. Herausforderungen für Transportroboter
Es wird erwartet, dass Transportroboter zur Lösung des Arbeitskräftemangels beitragen werden, es gibt aber auch Herausforderungen. Die größte Herausforderung sind die Kosten für ihre Einführung. Derzeit werden Transportroboter nur in großen oder umsatzstarken Branchen eingesetzt.
Viele Unternehmen haben sie wegen der hohen Kosten, die mit ihrer Einführung verbunden sind, nicht übernommen. Auch die Betriebsstabilität ist ein Problem. Bei ungeplanten Hindernissen auf der Strecke oder unerwarteten Ereignissen kann das System nicht funktionieren. Die derzeitige Situation macht es schwierig, diese Systeme an kritischen Standorten einzuführen, an denen der Transport ein Muss ist.
In den letzten Jahren wurden jedoch Transportroboter eingeführt, die Hindernissen automatisch ausweichen oder Unregelmäßigkeiten durch den Einsatz von AI automatisch bewältigen können.
3. Einsatz in Krankenhäusern
Es wird erwartet, dass Transportroboter auch in Krankenhäusern eingesetzt werden. Da im medizinischen Bereich ein chronischer Personalmangel herrscht, müssen durch die Einführung von Robotern Arbeitskräfte eingespart werden. Transportroboter können beim Transport von Medikamenten und Proben den Platz des Personals einnehmen.
Darüber hinaus können die Transportroboter mit Sensoren ausgestattet werden, um die optimale Route zu ermitteln. Heute sind auch Technologien wie das automatische Ein- und Aussteigen aus Aufzügen realisiert worden.
Außerdem verfügt er über ein Display zur Darstellung von Informationen für den Patienten und kann mit dem Patienten kommunizieren.