• Industrieroboterklassen, nicht unbedingt menschenähnlich
• Steuerungen ähnlich der von NC-Maschinen, aber
• Steuerung von Bewegungen im Raum wichtiger und komplizierter als bei NC-Maschinen, in Echtzeit Umrechnung der IR-eigenen Achskoordinaten meist in kartesische „Weltkoordinaten“ durch Koordinatentransformation
• Zusammenarbeit mit umgebenden Geräten komplizierter, weil Parallelarbeit zu beherrschen ist.

Gelenke ermöglichen Bewegungen

Die lustigen Trickfilmfguren können durch viele Gelenke so eingestellt werden, dass fast alle dem Menschen geläufigen Bewegungen imitiert werden können, wenn die einzelnen Phasenbilder später als Film in rascher Folge vorgeführt werden. Kugel und Kugelpfanne als technische Gelenke lassen sich so miteinander verbinden, dass nur eine Drehung der Kugel möglich ist (Freiheitsgrad 1). Kann der Stab mit dem Kugelende in einer oder gar in zwei Ebenen frei geschwenkt werden, so erhöht sich der Freiheitsgrad.

Bewegungsachsen und -richtungen

Die Handhabeaufgabe bestimmt den erforderlichen Umfang an Dreh- und Schubbewegungen. Jeder Bewegung kann eine entsprechende Baugruppe zugeordnet werden. Linear- und Dreheinheiten, in unterschiedlichen Kombinationen verwendet, ergeben das Bewegungsvermögen der Greifhand eines Industrieroboters.

Beweglichkeit

Die hohe Beweglichkeit der Greifhand eines Roboters ergibt sich aus der Verstellbarkeit verschiedener Schiebe- und Drehachsen. Wie viel Punkte im Raum die Greifhand aber erreichen kann, hängt von der Art der Steuerung ab. Im einfachsten Fall (I) können nur die Endlagen einer Bewegung eingestellt werden. Verschiedene Systeme gestatten auch, dass einige wenige Zwischenpositionen angefahren werden können (II). Sollen viele beliebige Positionen innerhalb einer Achse frei einstellbar sein (III), so muss der Roboter über Meßsystem und Lageregelkreis verfügen.

Arbeitsräume

Zu jeder Grundstruktur eines Roboters gehört ein bestimmter Arbeitsraum, in dem sich die Greifhand bewegen kann. Das hat Auswirkungen auf die Aufstellung von Maschinen und Werkstückmagazinen, die vollautomatisch bedient werden sollen. Bei einer DSS-Struktur müssen alle Arbeitsstellen kreisförmig um den »Bedienautomaten« angeordnet sein. Bei Linienanordnung der Maschinen sind Roboter mit den Strukturen SSS oder S(DSS) vorteilhaft einsetzbar.

Grundstruktur von Industrierobotern

Die Grundstruktur der Industrieroboter ergibt sich aus der Anzahl der Schiebeachsen (S = Schieben) und der Anzahl der Drehachsen (D = Drehen), 1 Struktur SSS/DD, 2 Struktur DSS/DD, 3 Struktur DDS/DDD, 4 Struktur DDD/DD, 5 Struktur DDD/D, 6 Struktur SDDD/D, A, B, C - Drehbewegungen; X, Y, Z - Schiebebewegungen; D, E, P - Drehbewegungen der Greiferhand; U, V, W - Schiebebewegungen der Greiferhand; Q, R - schwenkbare Linearachsen (Radialachsen); S, T - beliebige Achsen

Steuermechanismen

Aus den Elementen eines Spielzeugbaukastens lassen sich die verschiedensten Mechanismen aufbauen. Gegenüber einem Basiselement (braun) erreicht ein Endglied (rot) eine höchst mögliche Beweglichkeit, die als Getriebefreiheitsgrad F bezeichnet wird. Er gibt an, um wie viel Achsen sich das Endglied eines Getriebes bewegen lässt (links). Muskeln sind erregbare, zur Zusammenziehung befähigte Organe. Im Bild wird der Ansatz von Armbeuger (A) und Armstrecker (B) gezeigt. Ein Roboter muss aber »technische Muskeln« erhalten. Auf solch elegante Weise wie in der Natur ist allerdings der Antrieb der Gelenke nicht ausführbar (rechts):
1 hydro- oder pneumostatische Arbeitszylinder, 2 aufblasbarer »Gummimuskel«, 3 Elektromagnetantrieb, 4 elektromotorischer Spindelantrieb, 5 Elektromotor mit Schneckenradgetriebe, 6 Elektromotor mit Wellgetriebe

Kinematischer Roboteraufbau

Für den kinematischen Aufbau von Robotern gibt es vielfältige Möglichkeiten. Einige wenige Beispiele zeigen, wie aus den getriebetechnischen Grundelementen Varianten aufgestellt werden können. Jede Bauvariante hat ihre Vor- und Nachteile und eignet sich für ausgesuchte Einsatzfälle besonders gut.

Gteriebetechnische Grundelemente

Für den kinematischen Aufbau von Robotern gibt es vielfältige Möglichkeiten. Einige wenige Beispiele zeigen, wie aus den getriebetechnischen Grundelementen Varianten aufgestellt werden können. Jede Bauvariante hat ihre Vor- und Nachteile und eignet sich für ausgesuchte Einsatzfälle besonders gut.

Industrie-Roboter Grundbauformen

Für die Werkzeug- und Werkstückhandhabung haben sich einige Industrieroboter-Grundbauformen bewährt. Sehr verbreitet ist die kompakte Ständerbauform 1. Abwandlungen in Wandausführung 7 oder Deckenbefestigung 6 sind ebenfalls möglich. Andere Ständerbauformen mit C-Gestell 2, in DDS-Struktur 4 oder mit Scherenhubeinrichtung 8 zeigen die konstruktive Vielfalt. Portalbauformen mit einem Manipulator 5 oder mehreren voneinander unabhängigen 9 eignen sich gut für den Einbau in Maschinenstraßen. Ständermanipulatoren mit verfahrbarem Untersatz 3 sind für Mehrmaschinenbedienungen vorzüglich einsetzbar.

Roboterbaukästen

Um einer großen Zahl von Anwendungsfällen zu genügen, gehen einige Hersteller von Industrierobotern dazu über, ihre Maschinen aus Baukastenelementen aufzubauen. Die Darstellung zeigt das Baukastensystem Robitus von Mitsubishi Heavy Industries (Japan). Ständermanipulatoren sind ebenso zusammensetzbar wie Portalausführungen.

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

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