Was ist ein Tischroboter?
Tischroboter sind Roboter, die auf einen Schreibtisch gestellt werden können.
Sie werden z. B. in der Fabrikautomation (FA) eingesetzt, damit ein Roboter Aufgaben übernehmen kann, die ein Arbeiter ausführt, oder in Verkaufsanwendungen zur Unterstützung eines Verkäufers.
In einigen Fällen werden die Roboter speziell für die Werkstücke, die sie handhaben, entwickelt, während sie in anderen Fällen eine Kombination aus generischen Produkten von Roboterherstellern darstellen. Durch den Austausch von Endeffektoren bei Tischrobotern können diese in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden.
Anwendungen für Tischroboter
Tischroboter werden vor allem zur Erleichterung der Automatisierung im Bereich der Fabrikautomation eingesetzt. Beispiele hierfür sind die Automobil- und die Elektrogeräteindustrie.
Sie werden auch beim Auftragen von Harzen und anderen Materialien auf Werkstücke, bei Montagevorgängen wie dem Festziehen von Schrauben, beim Schneiden von Platten und bei Prüfvorgängen eingesetzt. Es ist notwendig, den Tischroboter so auszuwählen, dass er der Anwendung und der Betriebsumgebung am besten entspricht.
Funktionsweise von Tischrobotern
Tischroboter bestehen im Allgemeinen aus einem Endeffektor, der die Arbeit ausführt, einem beweglichen Teil wie einem Arm, der den Endeffektor bewegt, und einer Steuereinheit, die den gesamten Roboter steuert. Die Endeffektoren führen Aufgaben wie Schweißen, Schneiden und Montieren aus, um die für verschiedene Anwendungen erforderlichen Bewegungen zu realisieren.
Ein Tischroboter, der in einer Produktionslinie für Kfz-Antriebsmotoren eingesetzt wird, führt zum Beispiel folgende Bewegungen aus:
- Eintreffen des geraden Materials an der Bearbeitungsstation
- Identifikationssensoren prüfen das Werkstück
- Auf der Grundlage des Erkennungsergebnisses des Identifikationssensors wird der Desktop-Roboter angewiesen, den Montagevorgang zu starten
- Die Effektorvorrichtung wird ausgetauscht und der Montagevorgang wird durchgeführt
Tischroboter eignen sich ideal für Zellenproduktionsstätten mit hoher Mischproduktion und geringen Stückzahlen, da sie in Bereichen wie Dosierung, Montage und Inspektion sehr vielseitig sind.
Arten von Tischrobotern
Zu den Tischrobotern gehören vertikale Knickarmroboter, kartesische Roboter und horizontale Knickarmroboter (skalare Roboter).
1. Vertikale Knickarmroboter
Vertikale Knickarmroboter haben eine Struktur, die dem menschlichen Arm ähnelt. Sie bestehen im Allgemeinen aus vier, fünf oder sechs Achsen. Durch Drehen jeder Achse kann sich der Roboter frei im dreidimensionalen Raum bewegen.
2. Kartesische Roboter
Kartesische Roboter haben eine einfache Struktur, die aus einachsigen Lineareinheiten besteht. Zum Beispiel besteht er aus drei Achsen, XYZ.
3. Horizontale Knickarmroboter
Horizontale Knickarmroboter sind Roboter mit Händen (Endeffektoren), die sich in horizontaler Richtung bewegen. Sie bestehen zum Beispiel aus vier Achsen und haben drei Achsen für die horizontale Bewegung und eine für die vertikale Bewegung.
Andere Arten von vertikalen und horizontalen Knickarmrobotern sind zum Beispiel zweiarmige Roboter mit zwei Armen. Tischroboter können auch in einarmige Roboter für einzelne Prozesse wie Schweißen oder Schneiden und in zweiarmige Roboter für mehrere Prozesse wie Montage unterteilt werden.
Weitere Informationen über Tischroboter
1. Sicherheitsmaßnahmen für Tischroboter
Bei größeren Robotern (Roboter mit einer Leistung von 80 W oder mehr), wie z. B. vertikalen Knickarmrobotern, ist es erforderlich, als Sicherheitsmaßnahme Zäune um den Roboter zu errichten, damit sich der Arbeitsbereich des Bedieners und der Betriebsbereich des Roboters nicht überschneiden. Dies ist gesetzlich vorgeschrieben, aber in den letzten Jahren wurde das Gesetz dahingehend gelockert, dass Zäune nicht errichtet werden müssen, wenn Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden, wie z. B. das Abbremsen und Anhalten des Roboters, wenn sich eine Person nähert, um eine Gefährdung von Menschen zu vermeiden.
Dennoch hat sich ihr Einsatz noch nicht durchgesetzt. Dies ist zum Teil darauf zurückzuführen, dass die Unternehmen seit der Liberalisierung nicht mehr in Industrieroboter investiert haben. Andererseits haben viele Tischroboter eine Leistung von 80 W oder weniger, da sie unter der Annahme entwickelt wurden, dass sie mit dem Menschen zusammenarbeiten werden.
In diesem Fall ist es nicht notwendig, den Roboter zu umzäunen, so dass er mit einem Menschen zusammenarbeiten kann. Es kann jedoch gefährlich sein, wenn z. B. ein Tischroboter mit der Anwendung beauftragt wird, da die Nadel am Arm des Tischroboter befestigt ist. Es ist wünschenswert, dass das System die Umgebung des Roboters ständig mit Abstandssensoren und Kameras misst und Sicherheitsmaßnahmen ergreift, um eine Gefährdung von Personen zu verhindern.
2. Beispiele für Anwendungen von Tischrobotern (Stiftplotter)
Ein Stiftplotter ist eine Maschine, die einen Stift verwendet, um Text von einem PC auf Papier zu übertragen. Sie werden traditionell im Bereich des Maschinenbaus eingesetzt, um beispielsweise Zeichnungen auf Papier zu übertragen.
Stiftplotter werden häufig mit NC-Geräten wie SCARA-Robotern konfiguriert, können aber auch mit vertikal gelenkigen Tischrobotern realisiert werden. Vertikale Knickarmroboter haben einen hohen Grad an Bewegungsfreiheit und können Translationsbewegungen in jeder der XYZ-Achsen sowie Rotationsbewegungen in jeder Achse ausführen.
Die menschliche Handschrift umfasst neben den translatorischen auch rotatorische Bewegungen. Wenn ein Stiftplotter mit einem vertikalen Knickarmroboter realisiert wird, ist es möglich, eine Textur zu erreichen, die näher an handgeschriebenem Text liegt als bisher.