Materialien für Roboter

Der Begriff „Industrieroboter“ bezieht sich auf Roboter, die Menschen bei der Ausführung einer Vielzahl von Aufgaben zur Automatisierung und Effizienzsteigerung in Fabriken und ähnlichen Umgebungen ersetzen. Zu den Arten von Industrierobotern gehören vertikale Gelenkroboter, horizontale Mehrgelenkroboter (Skalarroboter), Parallelroboter und orthogonale Roboter.

Von diesen Robotern werden heute am häufigsten vertikale Gelenkroboter verwendet, wobei die vorherrschende Architektur eine 6-Achsen-Struktur mit 6 Gelenken ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Roboter besteht darin, dass ihre große Anzahl an Gelenken komplizierte Bewegungen mit einem großen Bewegungsbereich im Verhältnis zur von ihrer Installation eingenommenen Fläche ermöglicht. Die hohe Universalität dieser Roboter ermöglicht ihren Einsatz in mehreren Phasen von Produktionsprozessen, einschließlich Versand, Lackieren und Schweißen sowie Produktmontage.

Manipulatoren sind nichts anderes als Arme und werden tatsächlich oft als Roboterarme bezeichnet. Sie bestehen aus mehreren Teilen: Armen, die Knochen und Haut entsprechen; Sensoren, die Augen, Tastsinn und andere Sinnesfunktionen entsprechen; und Aktuatoren, die Muskeln entsprechen (sowie den Motoren und Untersetzungsgetrieben, aus denen die Aktuatoren bestehen). Bis vor kurzem war es für den Einsatz von Industrierobotern erforderlich, die Roboter in Schutzbarrieren einzuschließen, um eine klare Trennung zwischen den Arbeitsbereichen von Mensch und Roboter zu gewährleisten. Die seit 2013 geltende Norm ISO/TS 15066 legt jedoch Bedingungen fest, die, wenn sie erfüllt sind, es Menschen und Industrierobotern ermöglichen, in gemeinsamen Räumen zusammenzuarbeiten. Roboter, die für die Zusammenarbeit mit Menschen auf diese Weise konzipiert sind, werden als Cobots bezeichnet. Miniatur-Cobots für die Zusammenarbeit mit Menschen stellen einen schnell wachsenden Marktsektor dar.

In der Vergangenheit waren hohe Geschwindigkeit und hohe Präzision die wichtigsten Qualitätsanforderungen für Roboterarmkomponenten. Diese Komponenten wurden in der Regel aus Metallen hergestellt, die zudem eine hervorragende Haltbarkeit bieten. Metalle haben jedoch den Nachteil, dass sie ein hohes Gewicht haben und hohe Herstellungskosten, einschließlich Nachbearbeitungskosten, verursachen. Dies hat Designer dazu veranlasst, den Einsatz von Kunststoffen in Betracht zu ziehen, um durch die Reduzierung des Produktgewichts die Herstellungskosten zu senken und die Sicherheit zu verbessern. Kunststoffe eignen sich besonders gut für die Herstellung kleiner Cobots für die menschliche Zusammenarbeit.

* ISO/TS15066 ist ein technischer Standard, der die Sicherheitsbedingungen für kollaborative Industriesysteme und Arbeitsumgebungen regelt. Zu den weiteren relevanten Standards gehört ISO10218, das Sicherheitsanforderungen für Roboter selbst festlegt.

Der Begriff Serviceroboter ist eine Sammelbezeichnung für eine breite Palette von Robotern, die dem Menschen vor allem in Dienstleistungsbranchen von Nutzen sind.

Roboter dieser Art werden in den kommenden Jahren voraussichtlich immer häufiger und weiter verbreitet sein. Der 2014 veröffentlichte internationale Sicherheitsstandard ISO 13842 unterteilt Serviceroboter in drei Kategorien.

Serviceroboter aller Art sind für die Zusammenarbeit mit Menschen konzipiert und stehen daher vor gemeinsamen Herausforderungen, wie etwa der Forderung nach geringerem Gewicht und mehr Freiheit bei der Gestaltung und Konfiguration. Darüber hinaus wird angesichts der steigenden Zahl von Einheiten, die in Massenproduktion hergestellt werden, die Senkung der Herstellungskosten immer wichtiger.