Roboter auf Schienen: Linearachsen als 7. Achse nutzen
Warum eine 7. Achse bei Industrierobotern einsetzen?
Industrieroboter müssen zunehmend mehr leisten – größere Reichweiten abdecken, größere Arbeitsbereiche bedienen und sich an veränderte Produktionsanforderungen anpassen. Während sechsachsige Roboter hohe Flexibilität und Präzision bieten, ist ihr Arbeitsraum fest definiert.
Die Integration einer linearen Achse als 7. Achse – also die Platzierung des Roboters auf einer Schiene – ermöglicht es dem Roboter, sich entlang eines definierten Pfades zu bewegen. Dieses einfache Konzept vergrößert die Reichweite erheblich, während Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit erhalten bleiben.
Für OEMs, Maschinenbauer und Automatisierungsingenieure bieten Roboter auf Schienen eine skalierbare Möglichkeit, die Leistungsfähigkeit von Robotersystemen zu erweitern, ohne auf größere oder komplexere Robotermodelle umsteigen zu müssen.
Was ist ein Robotersystem mit 7. Achse?
Ein 7.-Achsen-System integriert eine lineare Bewegungseinheit unter oder neben einem Roboter und ermöglicht zusätzliche horizontale oder vertikale Bewegungen über den ursprünglichen Arbeitsbereich des Roboters hinaus.
Diese lineare Achse kann:
Erweiterung des Arbeitsbereichs des Roboters
Ein Roboter kann mehrere Stationen bedienen
Neupositionierung ohne Umrüstung oder Standortwechsel
Die Robotersteuerung synchronisiert in der Regel die Bewegungen zwischen dem Roboter und der Linearachse und gewährleistet so koordinierte Bewegungen und eine gleichbleibende Bahngenauigkeit.
Die wichtigsten Vorteile von Schienenrobotern
Erweiterte Reichweite und Abdeckung
Eine Linearachse ermöglicht es einem einzelnen Roboter, sich zwischen mehreren Arbeitsbereichen zu bewegen, beispielsweise zwischen Schweiß-, Kommissionier-, Prüf- oder Montagezellen, ohne dass doppelte Anlagen erforderlich sind.
Effizientere Anordnungen
Durch die Bewegung des Roboters anstelle der Duplizierung von Robotern können Hersteller die Stellfläche reduzieren, Anordnungen vereinfachen und den Materialfluss optimieren.
Skalierbarkeit und Flexibilität
Systeme können im Laufe der Zeit durch Anpassung der Schienenlänge, Hinzufügen von Stationen oder Neukonfiguration von Prozessen erweitert werden, was modulare und skalierbare Automatisierungsstrategien unterstützt.
Optimierte Roboterauslastung
Eine 7. Achse ermöglicht eine höhere Roboterauslastung, insbesondere bei Prozessen mit mehreren aufeinanderfolgenden Aufgaben oder verteilten Arbeitsstationen.
Konstruktionsaspekte für Linearachsen in Roboteranwendungen
Die Spezifizierung von Linearachsen für den Einsatz als 7. Achse erfordert eine sorgfältige Abwägung sowohl der mechanischen als auch der steuerungstechnischen Anforderungen.
Belastung und dynamisches Verhalten: Die Achse muss die Gesamtmasse von Roboter, Werkzeug und Nutzlast tragen und dabei auch bei dynamischen Bewegungen die Steifigkeit und Positioniergenauigkeit aufrechterhalten.
Genauigkeit und Wiederholbarkeit: Eine konsistente Positionierung entlang der Schiene ist entscheidend, insbesondere wenn der Roboter
Auswahl von Antrieb und Führung: Je nach Anforderungen an Geschwindigkeit, Traglast und Verfahrweg können Linearachsen mit Riemenantrieb, Zahnstangenantrieb oder Spindelantrieb gewählt werden.
Integration in Robotersteuerungssysteme: Erfolgreiche 7-Achsen-Systeme basieren auf einer nahtlosen Kommunikation zwischen der Robotersteuerung und dem Antriebssystem der Linearachsen.
Typische Anwendungen für 7-Achsen-Robotersysteme
Roboter auf Schienen finden breite Anwendung in:
Karosseriebau und Endmontage
Schweißen, Schneiden und Oberflächenbearbeitung
Bestückungs- und Materialhandhabungssysteme
Palettier- und Verpackungslinien
Großflächeninspektion und -prüfung
In diesen Anwendungen wird die Linearachse zu einem entscheidenden Bestandteil der Automatisierungsarchitektur und ist nicht nur ein Zubehörteil.
Unterstützung einer flexiblen und zukunftsfähigen Automatisierung
Da sich die Anforderungen an die Automatisierung ständig weiterentwickeln, bieten 7-Achsen-Systeme eine praktische Möglichkeit, die Leistungsfähigkeit von Robotern zu erweitern, ohne ganze Produktionszellen neu konzipieren zu müssen.
Durch die Kombination von Linearbewegung mit der Flexibilität von Robotern können Hersteller Automatisierungslösungen schaffen, die leichter skalierbar, umkonfigurierbar und zukunftssicher sind.
Zusammenfassung
Durch den Einsatz von Linearachsen als 7. Achse können Roboter:
größere Arbeitsbereiche abdecken
mehrere Stationen effizient bedienen
eine flexible, skalierbare Automatisierung ermöglichen
Für viele Anwendungen stellen Roboter auf Schienen ein intelligentes Gleichgewicht zwischen Leistung, Effizienz und langfristiger Anpassungsfähigkeit dar.
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