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Kartesische Roboter mit wartungsfreien Linearachsen sind bereits ab 1 000 Euro erhältlich. (Bild: igus)

25. Sep. 2019 | 11:32 Uhr | von Dörte Neitzel

Roboter sind weltweit auf dem Vormarsch, nicht nur in der Industrie, auch im privaten Bereich halten sie immer mehr Einzug. Sie mähen den Rasen, saugen den Boden und auch in der Pflege sollen Roboter zukünftig unterstützen und so den Fachkräftemangel ausgleichen.

In der Industrie hingegen helfen sie dabei, Prozesse und Tätigkeiten schnell und kostengünstig zu automatisieren. Sie übernehmen Aufgaben wie Schweißen, Nieten und Löten in der Automobilindustrie oder arbeiten als Cobots Hand in Hand mit dem Menschen in der Montage zusammen.

Dass Roboter jedoch nicht gleich Roboter ist, zeigt sich einerseits im Preis als auch in der technischen Funktionalität oder im Design. Ihnen gemein ist die Übernahme von monotonen, anstrengenden oder auch gesundheitsgefährdenden Aufgaben, die sonst der Mensch umsetzen müsste.

Kartesische Roboter mit wartungsfreien Linearachsen sind bereits ab 1 000 Euro erhältlich. (Bild: igus)

Richtig einkaufen: Drei Kategorien von Industrierobotern

Roboter in der Industrie lassen sich in drei Kategorien unterteilen: das sind einerseits die großen eingezäunten Industrieroboter von namhaften Herstellern wie Kuka und Fanuc, die vor allem bei den Branchenriesen für eine beschleunigte Fertigung sorgen.

In der Mid-Size-Kategorie hingegen finden sich Serviceroboter, beispielsweise von Universal Robot oder ABB, die mittels Sensorik kollaborativ mit dem Menschen zusammenarbeiten.

Low Cost Roboter im Handlingbereich

Auf kleinsten Raum einfach und präzise verfahren. Das sind die Anforderungen an Raumportale, die beispielsweise für Automatisierungsaufgaben im Handlingbereich oder in der Prüfautomation zum Einsatz kommen. (Bild: igus)

Während in der dritten Kategorie Low-Cost-Automation-Lösungen so auch vom motion-plastics-Spezialisten igus zu verorten sind, mit denen sich sehr einfache Prozesse wie Pick-and-Place-Aufgaben in der Industrie kostengünstig automatisieren lassen. Ein wichtiges Thema vor allem für viele kleine Betriebe, denn durch den erhöhten Automatisierungsgrad der Branchengrößen verstärkt sich auch der Druck auf den Mittelstand.

Kartesische Roboter, Gelenkarmroboter oder auch kostengünstige Delta Roboter wie die von igus können hier eine wirtschaftliche Lösung sein, um sich am Markt beweisen zu können.

Die Anwendung bestimmt die Lösung

Kartesische Roboter gehören seit Jahren als Mittel der Wahl zu der Automatisierungstechnik. Je nach Anforderung ist zwischen einem einachsigen Linienportal, einem zweiachsigen Flächenportal oder einem dreiachsigen Raumportal zu differenzieren.

Mit kartesischen Robotern können Anwender Reichweiten von bis zu 3 000 mm mit einer hohen Traglast von bis zu 100 N kostengünstig und schnell automatisieren. Für den Low-Cost-Bereich hat igus kartesische Roboter in mehreren Ausbaustufen entwickelt, die ab 1.000 Euro erhältlich sind. Sie bestehen aus vorkonfigurierten Linearmodulen und Linearachsen aus Aluminium und NEMA-Schrittmotoren.

Low Cost Roboter für Pick-and-Place

Bei einer kleinen Komplettlösung lassen sich Lasten bis zu 25 N in einem Arbeitsraum von 400 x  400 x 100 mm transportieren – bei einer maximalen Geschwindigkeit von 0,5 m/s. Zwei ZLW-Zahnriemen- und eine GRW-Zahnstangenachse sorgen dabei für eine präzise Führung und einen schmierfreien Lauf. Zum Einsatz kommen die Raumportale unter anderem bei Pick-and-Place-Anwendungen in den Bereichen Medizintechnik und Mikroelektronik.

Geeignet für Pick-and-Place-Aufgaben sind zudem die Delta Roboter. Sie basieren auf drei ZLW-Zahnriemenachsen, NEMA-Motoren und schmiermittelfreien Koppelstangen und positionieren in einem Bauraum von bis zu 660 mm Durchmesser bis zu einem Kilogramm schwere Bauteile mit einer Präzision von ± 0,5 mm und das bei einer Geschwindigkeit bis zu 60 Picks/ Minute.

Roboter für unter 5.000 Euro

Bei geringeren Geschwindigkeiten trägt das System sogar bis zu fünf Kilogramm. Der Preis des Delta Roboters liegt bei igus unter 5.000 Euro. Verfügen Anwender über einen eigenen Schaltkasten, liegen die Kosten inklusive Integration meist bei 10.000 bis 15.000 Euro. Diese Kosten amortisieren sich nach maximal einem halben Jahr. Danach erzielt das Unternehmen mit der Automation Profit.

Eine weitere Lösung für eine Prozessautomatisierung bieten robolink DC Ge­lenk­armroboter. Mit einem Baukastensystem kann sich hier der Anwender Gelenkarme mit einem robusten und leichten Kunststoffgehäuse, Getriebe und Motoren zu einem eigenen Roboterarm zusammensetzen.

Mit bis zu fünf Freiheitsgraden ermöglichen sie eine hohe konstruktive Flexibilität bei der Umsetzung der Aufgaben. Mit einer Präzision von ± 1 mm kann ein Roboterarm Lasten bis zu 30 N tragen.

Marktplatz für Nutzer und Anbieter von Low Cost Robotern

Vom elektro-mechanischen Grundgerüst bis zum einsatzbereiten Roboter ist der Weg – bisher – noch ein weiter, denn ein Roboter benötigt zusätzlich eine Steuerung, Greifer, GUI, Sensoren und auch eine Integration.

Daher hat igus jetzt in Kooperation mit anderen Herstellern die Online-Plattform rbtx.com ins Leben gerufen. Mit dem neuen Marktplatz bringt igus Nutzer und Anbieter von Low-Cost-Automation online zusammen. Die digitale Plattform soll den Kunden dabei unterstützen, genau die Low-Cost-Automation-Lösung schnell zu finden und zu integrieren, die er für seine Anwendung braucht.

Über User-Stories oder eine umfassende Komponentenauswahl findet der Interessent zum Beispiel die richtigen Greifer oder Kamerasysteme für seine Aufgabe und das mit einer Kompatibilitätsgarantie. Damit profitieren Kunden ohne eigenes Robotik-Know-how, die manuelle Aufgaben einfach automatisieren möchten, ebenso wie Profis, die ihre eigene spezifische Lösung zusammenstellen wollen.

Autoren: Stefan Niermann (Leiter Geschäftsbereich Low Cost Automation, igus GmbH), Kathrin Irmer

Bilder: Igus


Checkliste für den Einkauf von Low Cost Robotern

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Welche Traglast muss der Roboter standhalten?

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Welche Zykluszeit soll der Roboter besitzen?

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 Wie ist die Einbaulage?

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Wie viele Freiheitsgrade sind gefordert?

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Mit welcher Geschwindigkeit soll der Roboter arbeiten?

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Welcher Bauraum steht der Roboterlösung zur Verfügung?

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Welche Anforderungen an die Präzision bestehen?

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Welche Steuerungstechnik soll eingesetzt werden?

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Welches Zubehör wie Kamera oder Greifer ist für die Anwendung gefordert?

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Wer übernimmt die Integrationsleistung des Roboters?


Drei Fragen an … Martin Langhoff, Superwurm e.K.

Für welche Anwendungen nutzen Sie Low-Cost-Roboter?

Low-Cost-Roboter nutzen wir in verschiedenen Anwendungen. Bei unserer Futteranlage und den Boxen-Greifern, bei unserem Fahrerlosen Transportsystem (FTS) beim Einziehen von Rollwagen oder bei unserem Bohrportal. Der Roboterarm findet Verwendung bei der Zuführung von Leerdosen an einer Dosierstation. Die Alternative wäre eine komplexere Zuführung über Förderbänder und Schieber. Der Roboterarm bewegt sich frei im Raum und kann so die Dose an den Aufgabepunkt führen und woanders wieder abstellen.

Was sind die wichtigsten Parameter, die ein solcher erfüllen muss?

Als erstes müssen die Komponenten natürlich die Aufgabe erfüllen können. Dann sind die Kosten, die Haltbarkeit und ein geringer Wartungsaufwand wichtige Punkte. Wir haben es mit viel Schmutz (Erde und Staub) zu tun, und da ist es wichtig, Komponenten zu verwenden, die das abkönnen und möglichst auch ohne Wartung durchkommen. Wir probieren viel aus und daher sind die Kosten sehr wichtig. Mit einen Roboterarm für 5 000 Euro kann man auch mal rumprobieren, bei einem für 30 000 Euro macht man das nicht mehr. Was die Präzision angeht, muss es nur so präzise sein wie nötig und nicht wie möglich.

Welche Vorteile sehen sie in der Nutzung?

Die Vorteile liegen ganz klar in den Kosten bei der Anschaffung, der Einsatzmöglichkeit in rauen Umgebungen und den niedrigen Wartungskosten. Steigen die Kosten, sinkt die Bereitschaft, auch mal was auszuprobieren. Ein wichtiger Punkt für uns als kleines Unternehmen ist auch der Service, und der stimmt bei igus.


Einkaufsführer in Zusammenarbeit mit Igus GmbH

Die igus GmbH ist ein weltweit führender Hersteller von Energiekettensystemen und Polymer-Gleitlagern. Das familiengeführte Unternehmen mit Sitz in Köln ist in 35 Ländern vertreten und beschäftigt weltweit 4 150 Mitarbeiter. 2018 erwirtschaftete igus mit motion plastics, Kunststoffkomponenten für bewegte Anwendungen, einen Umsatz von 748 Mio Euro. igus betreibt die größten Testlabore und Fabriken in seiner Branche, um dem Kunden innovative, auf ihn zugeschnittene Produkte und Lösungen in kürzester Zeit anzubieten.