Grundlagen Industrieroboter II

Im zweiten Teil der Grundlagen zu Industrierobotern geht es um die Standard-Komponenten eines Industrieroboters und deren Funktion.

Hardware-Komponenten

  • Die Steuerung kontrolliert und überwacht die Bewegungen und Aktionen des Industrieroboters. Dies setzt eine Programmierung voraus, die bei jedem Roboterhersteller verschieden ist
  • Die Antriebe bewegen die einzelnen Glieder des Roboters und bestehen aus Motor, Getriebe und Regelung. Der Antrieb kann elektrisch (Regelfall), hydraulisch (erste Roboter) oder pneumatisch erfolgen
  • Die interne Sensorik liefert Informationen über die Stellung des Roboters. Dabei wird von der Steuerung ein Abgleich zwischen Soll- und Ist-Position berechnet. Interne Sensoren können zum Beispiel inkrementale Drehgeber, Interferenzmuster oder Lichtschrankenfunktionen sein
  • Die Kinematik stellt die physische Realisierung der lasttragenden Struktur dar und schafft die räumliche Zuordnung zwischen Werkzeug/Werkstück und Arbeitsumgebung. Sie besteht aus rotatorischen und translatorischen Achsen. In der Regel sind mindestens 3 Freiheitsgrade erforderlich, um jeden Raumpunkt erreichen zu können, dies erfordert mindestens 3 Bewegungsachsen
  • Endeffektoren stellen die Verbindung zwischen Werkstück und Roboter her und sind häufig extra für einen bestimmten Anwendungsfall anpasst. Beispiele für Endeffektoren: Klemmgreifer, Sauggreifer, Schweißbrenner, Frässpindel, Schrauber, etc.
  • Die externe Sensorik gibt dem Roboter eine Rückmeldung über die Umgebung und ermöglicht damit eine flexible Reaktion auf nicht geplante Veränderungen im Arbeitsraum. Externe Sensoren können zum Beispiel Bildverarbeitungssysteme (z. B. Laser,  Smart Cameras), Lichtschranken, RADAR- oder Ultraschallsensoren sein und verhindern, dass Personen beim Betreten des Arbeitsraums Schaden erleiden

Programmierung und Software

Roboterprogramme werden entweder per Online-Programmierung (erfolgt direkt am oder mit dem Roboter selbst) und Offline-Programmierung (an einem separaten Computer ohne Stillstandzeiten des Roboter) erstellt, bzw. in einer Kombination aus beidem.

Moderne Robotersteuerungen enthalten eine komplexe Programmierumgebung mit in der Regel nahtloser Einbindung von externen Sensoren. So kann sich das Verhalten des Industrieroboters an äußere Einflüsse anpassen. Die Steuerung ist meist an eine SPS angeschlossen, die das Zusammenspiel von Roboter mit der umgebenden Anlagentechnik regelt.

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