Liste Hersteller Roboterarme
Gutenbergstraße 10, 48282 Emsdetten
Deutschland
Weitere Hersteller Roboterarme
- STÄUBLI Tec-Systems GmbH
Mehr über Roboterarme
Dieser Überblick ordnet den Stand zu Roboterarmen, erklärt Konstruktionsprinzipien, nennt messbare Leistungsdaten und leitet Auswahlkriterien sowie Einsatzfelder ab. Praxis- und Forschungsbeispiele zeigen das Zusammenspiel von Technik, Produktionslinie und Ausbildung.
Grundlagen und Bauformen von Roboterarmen
Definition und architektonische Prinzipien
Ein Roboterarm ist ein mechanischer Manipulator mit seriell oder parallel angeordneten Achsen, der Werkzeuge oder eine Roboterhand entlang eines programmierten Bewegungsablaufs führt. Aktuatoren treiben die Gelenke, Sensorik erfasst Zustände, die Robotersteuerung regelt kinematische Zielgrößen entlang der vorgegebenen Bahn.
Die Struktur kann die menschliche Anatomie abbilden und ist auf Steifigkeit, Lebensdauer und thermisches Verhalten optimiert. Ein zusätzlicher Freiheitsgrad erweitert Ausweich- und Orientierungsoptionen, ohne die Steuerung zu verkomplizieren. Begriffe und Merkmale definiert DIN EN ISO 8373-1.
Vielfalt der Bauarten und Freiheitsgrade
Gelenkarmroboter für komplexe 3D-Aufgaben, SCARA-Modelle für horizontale Montagen, Delta-Kinematiken für Hochgeschwindigkeits-Pick-and-Place und kartesische Systeme für lineare Verfahrwege. Kollaborative Ausführungen nutzen oft sieben Achsen für bessere Erreichbarkeit im dichten Arbeitsumfeld und weiche Kraftführung.
Die Auswahl reicht von kompakten Leichtbaugeräten für Labor und Montage bis zu Schwerlast-Varianten für Fahrzeug- und Stahlbau. Sicherheitsfunktionen für die Zusammenarbeit mit einem Arbeiter basieren auf Kraft- und Momentenüberwachung sowie sicheren Drehzahlgrenzen.
Technische Spezifikationen und Leistungsfähigkeit
Nutzlast, Reichweite und Präzision der Positionierung
Die Nutzlast reicht von unter 1 Kilogramm bis über 1000 Kilogramm; die Traglast hängt von Ausladung, Orientierung und Geschwindigkeitsprofil ab. Die Positionierung wird als Wiederholgenauigkeit nach ISO 9283 bewertet, typisch ±0,02 bis ±0,1 Millimeter. Reichweite und Arbeitsraum beeinflussen Layout und Zugänglichkeit.
Für die Auslegung zählt die Nutzlastkapazität am Werkzeugflansch inklusive Greifer, Medienzuführungen und Messsystemen. Zusatzmassen verändern Trägheitsmomente und können das zulässige Geschwindigkeitsprofil begrenzen.
Dynamik, Geschwindigkeit und Steuerungsarchitektur
Kurze Taktzeiten erfordern hohe Bahn- und Rotationsgeschwindigkeiten sowie abgestimmte Beschleunigungen. Bei kompakten Gelenkarmen werden an der Werkzeugmitte bis zu 5–10 Meter pro Sekunde erreicht, abhängig von Pfadkrümmung und Nutzlast. Die Dynamik bestimmen Antriebsdimensionierung, Eigenfrequenzen und Dämpfung.
Die Steuerungsarchitektur koordiniert Regelkreise, Bahnplanung und Sicherheitslogik. Eine Robotersteuerung ermöglicht Echtzeit-Feldbusse, kollisionsfreie Pfade und adaptive Strategien, die Sensordaten und Zellenintelligenz verknüpfen. So bleiben Schwingungen beherrschbar und die Steuerung reagiert stabil auf Prozessstörungen.
Auswahlkriterien für effiziente Robotersysteme
Bedarfsanalyse und Integration in die Produktionslinie
Am Beginn steht ein präzises Lastenheft mit Ziel-Taktzeit, Werkstückdaten und Qualitätsmerkmalen. Arbeitsraum, Fußabdruck und Reichweite bestimmen das Zelllayout. Schnittstellen zu Peripherie, Vision und Greifern sind früh zu prüfen, damit Modularität spätere Erweiterungen trägt.
Kommunikation zu Steuerungen, Messsystemen und IT-Ebene sichert Durchgängigkeit. Beratung kann Anforderungen verdichten, die Gesamtanlageneffektivität (OEE) objektiv bewerten und Plausibilitätsprüfungen übernehmen. So sinken Risiko und Umbauten beim Hochlauf.
Software, Programmierung und Benutzeroberfläche
Eine intuitive Benutzeroberfläche beschleunigt Programmierung, Teach-in und Tests. Offline-Tools erzeugen kollisionsgeprüfte Pfade, reduzieren Vor-Ort-Arbeit und unterstützen Variantenwechsel. Integration in MES und ERP ermöglicht Auftragsdaten, Rückmeldungen und Fernwartung.
Rollenkonzepte, dokumentierte Freigaben und Schulungen erleichtern dem Arbeiter die Bedienung. Versionierung und Backups schützen vor Fehleingriffen und verkürzen die Entwicklungszeit nach Änderungen.
Wesentliche Kriterien für die Roboterauswahl
- Anwendungsbereich: Aufgabenbeschreibung mit Taktzeit, Genauigkeitsfenster, Oberflächentoleranzen und Sicherheitsanforderungen je Roboteranwendung.
- Technische Daten: Reichweite, Traglast, Greifergewicht, verfügbare IOs, Bahngenauigkeit und zulässige Geschwindigkeit im Prozessfenster.
- Integrationsfähigkeit: Kompatibilität zu Vision, Greiftechnik, Sicherheits-PLC, Feldbussen und digitalen Zwillingen.
- Total Cost of Ownership (TCO): Energiebedarf, Wartungsintervalle, Ersatzteilpreise, Schulungskosten und Planbarkeit von Stillständen je Robotermodell.
- Herstellerunterstützung: Hotline, Bestellsupport, Service-Tickets, klare Rückgabeprozesse und lokale Einsatzteams.
Anwendungsbereiche und wichtige Hersteller
Industrieroboter und spezifische Roboteranwendungen
Industrieroboter übernehmen Schweißen, Kleben, Prüfen, Lackieren, Montage, Palettierung und Maschinenbedienung. Ein Praxisbeispiel: Eine Verpackungslinie mit drei Delta-Kinematiken steigerte die Ausbringung von 120 auf 180 Objekte pro Minute, indem Greifergewicht reduziert, Kurvenprofile optimiert und die Werkzeugwechselzeit synchronisiert wurden.
Für die Maschinenbedienung bewährt sich eine Kombination aus Kraftmomentensensor, stabiler Spanntechnik und definierter Übergabegeometrie. So lassen sich Spankontrollen und Bauteilvarianten in einem Setup verarbeiten, ohne die Bahnplanung neu aufzusetzen.
Bildung, Forschung und neue Robotergenerationen
In der Bildung vermitteln Bausatz-Systeme Kinematik, Steuerung und einfache Regelung. Hochschulen erforschen Greifstrategien, multimodale Sensorfusion und kraftgeregelte Montage. Kollaborative Robotergenerationen mit sieben Achsen erweitern den Zugang zu komplexen Zellen und fördern die Expansion in kleine Betriebe.
Ein Laborfall: Ein modularer Prüfstand verkürzte die Entwicklungszeit neuer Greifer um 30 Prozent, da Variantenwechsel im digitalen Zwilling durchgespielt wurden, bevor reale Umbauten begannen. Erkenntnisse flossen direkt in Sicherheitszonen und Arbeitsraumgrenzen ein.
Roboterarm-Typen im Vergleich
| Typ | Kerneigenschaften | Typische Einsatzfelder |
|---|---|---|
| Gelenkarmroboter | 4–7 Achsen, großer Arbeitsraum, hohe Traglast | Schweißen, Handling, komplexe Montage |
| SCARA-Roboter | Schnelle Ebenenbewegung, hohe Steifigkeit | Elektronikmontage, Schrauben, Bestücken |
| Delta-Roboter | Sehr hohe Geschwindigkeit, geringe bewegte Massen | Pick-and-Place, Sortieren, Lebensmittel |
| Kartesischer Roboter | Lineare Präzision, einfache Skalierung | Dosieren, CNC-Beschickung, Messaufgaben |
| Kollaborativer Roboter | Kraftbegrenzung, flexible Programmierung | Assistenz, Umrüstaufgaben, Kleinserien |
Auswahl relevanter Hersteller
Relevante Anbieter sind ABB, KUKA, FANUC, Yaskawa, Universal Robots, Epson, Omron Adept, Kawasaki, Nachi und Stäubli. Viele unterstützen branchenspezifische Zertifikate, liefern vorkonfigurierte Technologiepakete für Schweißen oder Zerspanung und stellen Referenzzellen bereit, die die Einreichung von Sicherheitskonzepten vereinfachen.
FAQ zu Roboterarme
Wie hoch sind die Anschaffungskosten eines Roboterarms und wann rechnet sich die Investition?
Die Kosten für einen Roboterarm liegen zwischen rund 20.000 Euro für kollaborative Leichtbauroboter und über 200.000 Euro für Hochleistungs-Industrieroboter. Die Amortisation erfolgt meist innerhalb von ein bis drei Jahren, abhängig von Anwendung, Auslastung und Prozesskomplexität. Zusatzkosten entstehen durch Integration, Softwarelizenzen und Wartung. Effizienzsteigerung und Qualitätsverbesserung sind zentrale Faktoren für den Return on Investment.
Welche Faktoren behindern die Integration von Robotern in Produktionsprozesse?
Häufige Hindernisse sind fehlende Standards für Schnittstellen zwischen Robotern, Peripherie und IT-Systemen. Mangelnde Analyse des Arbeitsumfelds und unzureichend geschultes Personal erschweren zusätzlich die Integration. Eine frühzeitige Prüfung der Hard- und Softwarekompatibilität sowie eine umfassende Risikoanalyse reduzieren technische Komplexität und Verzögerungen.
Wie fördern KI und maschinelles Lernen die Weiterentwicklung von Roboterarmen?
KI und maschinelles Lernen erhöhen die Anpassungsfähigkeit von Roboterarmen an komplexe Umgebungen und unbekannte Objekte. Sie präzisieren die Objekterkennung, optimieren Bewegungspfade in Echtzeit und verbessern Fehlerbehandlung sowie vorausschauende Wartung. Dadurch wird die Zusammenarbeit mit Menschen intuitiver und Roboter können unstrukturierte Aufgaben effizient bewältigen.
Wie können Roboter für wechselnde Produktionsanforderungen flexibel programmiert werden
Unternehmen nutzen modulare Programmierung mit standardisierten Funktionsbausteinen und Offline-Simulationstools, um Anpassungen effizient umzusetzen. Digitale Zwillinge ermöglichen das virtuelle Einrichten und Testen neuer Abläufe, wodurch Rüstzeiten sinken. Vision-Systeme und adaptive Greifer verarbeiten unterschiedliche Produktvarianten ohne manuelle Eingriffe. Verfahren wie Teach-in-by-Demonstration oder Force-Feedback-Programmierung erleichtern die Integration neuer Aufgaben.
Wie verbessern kollaborative Roboterarme Ergonomie und Mitarbeiterschulung?
Kollaborative Roboterarme reduzieren körperlich belastende und monotone Arbeiten und verbessern damit die Ergonomie am Arbeitsplatz. Sie arbeiten sicher im direkten Umfeld des Menschen und ermöglichen durch ihre intuitive Bedienung eine schnelle Einarbeitung in komplexe Prozesse. Dies erhöht die Akzeptanz von Automatisierung, fördert die Qualifizierung zu überwachenden und programmierenden Aufgaben und hilft, Fachkräftemangel durch gezielte Assistenz auszugleichen.
Welche Maßnahmen erhöhen die Energieeffizienz von Robotersystemen bei Auswahl und Betrieb?
Energieeffiziente Motoren und Leichtbaukonstruktionen senken den Stromverbrauch bereits bei der Auswahl von Robotersystemen. Im Betrieb reduzieren optimierte Bewegungsprofile und die Vermeidung von Wartepositionen den Energiebedarf. Moderne Roboter nutzen Rekuperationssysteme zur Rückgewinnung von Bremsenergie. Eine intelligente Lastmanagementsoftware kann zusätzlich den Gesamtverbrauch in der Produktionshalle steuern und optimieren.
Wie verändern Industrieroboter langfristig die Arbeitsplatzstruktur?
Industrieroboter übernehmen repetitive und gefährliche Tätigkeiten und verändern dadurch die Arbeitsplatzstruktur grundlegend. Sie schaffen neue Aufgabenfelder in Überwachung, Programmierung und Wartung von Automatisierungssystemen. Während einfache manuelle Arbeiten entfallen, steigt der Bedarf an Fachkräften mit IT- und Automatisierungskompetenzen. Unternehmen müssen in Weiterbildung und Umschulung investieren, um Beschäftigte auf neue Anforderungen vorzubereiten und ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern.
Hintergrund: Roboterarme
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Industrieroboter Wiki
Der Wikipedia-Artikel erläutert Industrieroboter: Definition, Kinematiken (Gelenkarm, SCARA, Delta, Portal), Anwendungen von Schweißen bis Palettieren, Aufbau, Programmierung (Online/Offline), Koordinatensysteme, Sicherheit/Kollaboration sowie Markt, Hersteller und Forschung – mit Kennzahlen zu Traglast, Dynamik und Genauigkeit.