Moderate Traglast, großes Potenzial: Vorteile eines Leichtbauroboters

Die Traglast, also das maximale Gewicht, das ein Roboter sicher heben kann, spielt eine zentrale Rolle in der Robotik. Roboter wie der Yu 5 Industrial, Diana 7 oder der Franka Research 3 tragen sie im Namen. Wer den Markt verfolgt, weiß, dass auch die Traglasten von kollaborativen Robotern in letzter Zeit erheblich gestiegen sind. Doch ist mehr gleichzeitig auch besser?

 

Große Unterschiede in der Traglast

Die Traglast von Industrierobotern variiert stark: Sie reicht von wenigen Gramm bis hin zu mehreren Tonnen. Das ist stark vom Anwendungsbereich abhängig. Roboter, die große Lasten tragen können, werden oft in der Automobilbranche, der Stahlproduktion oder der Metallverarbeitung verwendet. Sie heben Metallblöcke, Gussteile, Karosserien oder Motoren. Ihr Design spiegelt ihre Leistung wider: Sie sind groß, schwer und robust.

Im Gegensatz zu ihren sperrigen Kollegen sind Leichtbauroboter kompakter, platzsparender und – wie der Name vermuten lässt - leichter. Sie werden unter anderem in Laboren, der Elektronikfertigung, der Verpackung oder der Feinmechanik verwendet.

 

Ein Roboter für alle Fälle?

Da die Traglast verschiedene Gewichtsklassen abbildet, stellt sie ein Spektrum dar. Roboter, die 100 Kilogramm tragen können, können ebenso ein Kilogramm heben.

Daher könnte man annehmen, dass Schwerlastroboter in der Lage sind, alle Anwendungsbereiche abzudecken - Roboter mit geringer Traglast wären folglich obsolet. Doch weshalb bevorzugen so viele Anwender Leichtbauroboter?

Die Präferenz für Leichtbauroboter ist vergleichbar mit der Entscheidung, keinen Kran für den Transport eines Wasserglases zu verwenden. Es geht darum, das geeignete Werkzeug für die jeweilige Aufgabe zu wählen.

 

Feingefühl statt Grobmotorik

Herkömmliche Industrieroboter eignen sich hervorragend, um mittelschwere bis schwere Lasten zu manövrieren. Deshalb haben Leichtbauroboter bei anstrengenden Aufgaben häufig das Nachsehen.

Stattdessen überzeugen sie durch ihre Präzision und ihr Feingefühl, die bei der Handhabung von kleinen und fragilen Objekten gefragt ist. Die Traglast ist dabei weniger relevant.

Diese Fähigkeiten sind besonders in der Elektronikindustrie gefragt. Hier sind die meisten Komponenten und Bauteile relativ leicht. Objekte, die mehr als 5 Kilogramm wiegen, sind selten.

 

Zuverlässige Präzision

Im Roboterkontext bezieht sich Präzision auf die Fähigkeit des Endeffektors, eine Bewegung wiederholt genau zu einem bestimmten Endpunkt auszuführen. Das wird als Wiederholgenauigkeit bezeichnet. Diese wird unter anderem durch moderne Sensoren und eine fortschrittliche Geschwindigkeitsregelung erreicht.

Roboterarme, die für schwere Lasten ausgelegt sind, bieten oft eine geringere Wiederholgenauigkeit und erreichen meist eine Präzision von etwa 0,1 mm. Das entspricht ungefähr der Dicke eines herkömmlichen Druckerpapiers. Diese Präzision ist für gröbere Aufgaben wie das Palettieren völlig ausreichend.

Leichtbauroboter wie der Yu 5 Industrial von Agile Robots bieten eine Wiederholgenauigkeit von 0.05 mm. Das ist oft doppelt so hoch wie die Wiederholgenauigkeit von Standard-Industrierobotern. Je nach Anwendung kann dieser Unterschied entscheidend sein. So kann in der Elektronik, insbesondere bei feinen Leiterbahnen oder Bauteilen, eine Abweichung von 0,05 mm zu unzureichenden Verbindungen oder Kurzschlüssen führen.

Das ist auch für die Prüfung von Leiterplatten, auch bekannt als PCB-Testing, relevant. Hier ist ein hohes Maß an Präzision erforderlich, um einen zuverlässigen Testvorgang zu gewährleisten. 

Die richtige Kraft aufwenden

Auch in puncto Feingefühl unterscheiden sich die Roboter stark. Hier spielen die integrierten Drehmomentsensoren eine entscheidende Rolle. Sie messen die Kraft, die auf die Gelenke des Roboterarms wirken.

Die genaue Kraftmessung hilft, Überlastungen und Fehlfunktionen zu vermeiden, um Produkte behutsam zu behandeln. Das ist gerade für sensible Anwendungen wichtig.

Zwar verfügen auch viele herkömmliche Industrieroboter über integrierte Drehmomentsensoren, jedoch sind diese in der Regel weniger feinfühlig. Das ist auf die unterschiedlichen Kraftanforderungen zurückzuführen: Während die Montage einer Autotür viel Kraft und wenig Feingefühl bedarf, benötigt die Bestückung einer Platine viel Feingefühl und wenig Kraft.

Da die Drehmomentsensoren der traditionellen Industrieroboter auf hohe Belastungen ausgelegt sind, sind sie für die Montage von sensiblen Komponenten ungeeignet. Hier überzeugen Leichtbauroboter wie der Yu 5 Industrial, dessen hochsensible Drehmomentsensoren in allen 6 Achsen verbaut sind.

 

Sperrig oder kompakt?

Je höher die Traglast, desto robuster der Roboter. Um große Lasten zu manövrieren, ist ein hohes Maß an Stabilität gefordert.

Diese wird sowohl durch die Grundplatte als auch durch die Form des Roboters gewonnen. Eine große Grundfläche gewährleistet eine stärkere Struktur, um das Gewicht gleichmäßig zu verteilen. So kann die mechanische Belastung, die durch das Heben verursacht wird, besser aufgenommen werden. Auch die Größe der Gelenke wird durch eine hohe Traglast beeinflusst: Sie müssen zusätzlich verstärkt und dimensioniert werden. Gleichzeitig müssen sie mehr Platz für leistungsstärkere Motoren und Aktuatoren bieten.

Diese Verstärkungen können zu einer Einschränkung der Nutzung führen, da sie viel Platz einnehmen. Das ist gerade für kleine und mittelständische Unternehmen problematisch, da sie oft nicht die finanziellen Mittel für großflächige Produktionsanlagen haben. Gleichzeitig erschwert es die Größe, den Roboter in bereits existierende Prozesse zu integrieren.

Hier sind Leichtbauroboter wie der Yu 5 Industrial klar im Vorteil. Mit einem Durchmesser von gerade einmal 171 mm findet seine Grundplatte nahezu überall Platz. Dadurch lässt er sich auch in engen Produktionsumgebungen einsetzen. Auch seine Flexibilität kommt ihm hier zugute: Mit 6 Achsen und einer Reichweite von bis zu 1000 mm kann der Roboter nahe und weiter entferntere Objekte problemlos bedienen.

 

Das richtige Werkzeug

Roboter sind Werkzeuge. Sie sind vielseitig einsetzbar und entlasten uns. Bei der Auswahl ist es wichtig, den Anwendungsfall im Kopf zu behalten: Was benötige ich? Schweres Gerät oder Präzisionswerkzeug? Zange oder Pinzette?

Hier bietet die Traglast einen wichtigen Indikator: Sie trägt maßgeblich dazu bei, für welche Roboterkategorie wir uns entscheiden. Sie definiert nicht die Qualität des Roboters, bestimmt aber die Spezialisierung und den Anwendungsbereich.

Wenn Präzision und Feingefühl an oberster Stelle stehen, sind Leichtbauroboter wie der Yu 5 Industrial die richtige Wahl. Sie wurden entwickelt, um kleine und mittelgroße Objekte zu manipulieren.

Dafür ist die Traglast des Yu 5 Industrial ideal. Der Roboter kann sowohl leichte als auch mittelschwere Objekte verlässlich und akkurat handhaben. Er kann Maschinen mit Bauteilen beschicken, eignet sich aber auch für die hochsensible Präzisionsmontage. Dabei hat der Roboter einen entscheidenden Vorteil. Seine intelligente Kamera, die ihm bei der autonomen Erkennung und Klassifizierung von Objekten hilft, ist bereits integriert. Dadurch wird ihr Gewicht nicht von der Traglast abgezogen.

Steht nicht die Präzision, sondern die Kraft an erster Stelle, sind Roboter mit einer hohen Traglast besser geeignet. 

 

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