Gantry- oder Portalroboter sind heute ein fester Automatisierungsbestandteil in der Produktion und Logistik unterschiedlicher Branchen. Dabei erfüllen sie unterschiedliche Aufgaben: Sie nehmen Komponenten präzise auf, bewegen und platzieren sie. In der industriellen Fertigung können sie empfindliche Teile sicher handhaben oder Lotpaste und Klebstoff genau dosiert auftragen. In der Montage platzieren sie Bauteile oder schwere Baugruppen exakt und mit hoher Wiederholbarkeit. Sie transportieren große Lasten mehrere Meter weit, um Waren zwischen Fördereinrichtungen umzusetzen oder an Kommissionierstationen bereitzustellen. Weitere Einsatzfelder im Lager sind die Verpackung von Waren und das Zuschneiden passgenauer Kartons in Verpackungsmaschinen.
Kartesische Roboter mit zahlreichen Vorteilen
Ihren Erfolg verdanken die Gantry-Roboter ihrer einfachen und robusten Konstruktion mit drei linearen Bewegungsachsen. Die Roboter können hohe Lasten bewegen, weil ihre Verfahrachse bei diesem kartesischen Aufbau an beiden Enden abgestützt wird. Über die Länge der Achsen lassen sich die Verfahrwege individuell anpassen. Der kubische Arbeitsraum, den die Achsen umschließen, kann zu rund 96 Prozent ausgenutzt werden. Er ist gegenüber SCARA- und Delta-Robotern deutlich größer bzw. frei definierbar. Im Vergleich zu Rotations- oder Gelenkarmrobotern, deren Ausleger freitragend sind, erreichen Gantry-Roboter größere Hublängen und können schwerere Lasten meistern. Auch in Bezug auf Positioniergenauigkeit, Geschwindigkeit und Wiederholbarkeit sind sie oft im Vorteil. Mit allen genannten Eigenschaften haben sich Gantry-Roboter als wichtiger Industrieroboter-Typ etabliert.
Kooperatives Engineering von Antrieben und Mechanik
Ein großer Vorteil der Gantry-Roboter gegenüber anderen Robotersystemen ist, dass sich ihr Design genau auf die Anforderungen der geforderten Aufgaben zuschneiden lässt. Nahezu all ihre Eigenschaften sind frei konfigurierbar – sei es die Länge der X-, Y- und Z-Achsen, die Tragfähigkeit, die Geschwindigkeit und Positioniergenauigkeit oder die Gesamtsteifigkeit. Genau das ist auch die große Herausforderung bei der Konzeption eines kartesischen Roboters: Sie muss eine detaillierte Abstimmung all dieser Faktoren beinhalten. Nur so lassen sich Flexibilität, Geschwindigkeit, Effizienz und Durchsatz des Gantry-Roboters maximieren. Hier ist ein kooperatives Engineering von Portalmechanik und Antriebstechnik gefordert.
Ein möglicher Weg zum maßgeschneiderten Gantry-Roboter ist, sich bei verschiedenen Spezialisten die nötigen Komponenten selbst auszuwählen: Linearachsen, Getriebe, Motoren, Steuerungen usw. Das ist ein sehr aufwendiges Verfahren, das aufgrund der vielen beteiligten Zulieferer und der hohen Varianz der Komponenten nicht immer zum optimalen Ergebnis führt. Und dann ist hiermit erst der halbe Weg zum funktionsfähigen Portal zurückgelegt: Erst die Ansteuerung mit geeigneter Software, deren Programmierung anspruchsvoll ist, befähigt den Roboter, die gestellte Aufgabe zu erfüllen.
Zeitersparnis durch Komponentensets
SEW-Eurodrive und Rollon schlugen gemeinsam einen neuen Weg ein: Sie entwickelten mechatronische Komponentensets, mit denen sich anwendungsspezifisch designte Gantry-Roboter kostengünstig und schnell realisieren lassen. Die Sets kombinieren aufeinander abgestimmte Servogetriebemotoren, Elektronik und Steuerungstechnik einschließlich der zugehörigen Softwarekomponenten zu einer einfachen Plug&Play-Lösung.
