wissbegieriger Roboter liest ganz viele Bücher

Geballtes Wissen über die wichtigsten Begriffe aus der Roboterwelt finden Sie in diesem Artikel. - Bild: Andrey Ship / stock.adobe.com

Es ist vollkommen in Ordnung, wenn Sie beim Gedanken an Roboter zunächst nur Bahnhof verstehen. Ohne Robotik-Kenntnisse klingen Begriffe wie End-of-Arm-Tool, ToF oder Hydraulik-Muskel fremd. Als kleiner oder mittelständischer Betrieb wollen Sie nun aber gewinnbringend automatisieren und benötigen hierfür die Hilfe von Kollege Roboter. Damit Sie bei der Recherche, dem Kauf und der Integration des Roboters nicht im Regen stehen, klären wir die 10 essentiellen Begriffe aus der Robotik.

1. Cobot

Sie sind klein, einfach zu bedienen und werden in vielen Produktionen sowie im Handwerk immer beliebter. Die Nachfrage nach Cobots wird immer größer. Auf dem Weg vom Nischenprodukt zum Kollegen Roboter öffnen sie für kleine und mittelständische Betriebe das Tor zur automatisierten Produktion.

Der große Vorteil der kollaborierenden Roboter liegt in ihrer weniger komplexen Programmierung und Bedienbarkeit. Außerdem liegen Einsteigermodelle bei wenigen tausend Euro. Sie vereinfachen zudem die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK). Als Wegbereiter der Cobot-Technologie gilt das dänische Unternehmen Universal Robots.

2. Kinematik

Spricht der Roboterhersteller von der Kinematik seines Produkts, meint er die kombinierten Roboterbewegungen auf der Linear- und Rotationsachse. Die Achsenanzahl ist beliebig. Dies hängt von der gestellten Aufgabe, beziehungsweise Programmierung des Roboters ab.

Industrieroboter haben in der Regel nie weniger als drei Achsen. Die meisten Modelle größerer Produktionsunternehmen haben sechs Achsen. Dies ist mathematisch begründet. In Bezug auf die Richtungsorientierung im Raum hat ein Punkt immer sechs Freiheitsgrade. Drei davon definieren den Raumpunkt und die anderen drei dessen Raumorientierung.

So spannen die ersten drei Achsen den jeweiligen Arbeitsraum (Greifraum) auf. Die weiteren drei Achsen nutzt der Roboter, um das am Greifer befindliche Objekt im Raum zu orientieren, ergo in Bezug zu den Raumachsen zu positionieren.

3. Teaching

Roboter sind Maschinen. Maschinen müssen Aufgaben zugewiesen werden. Wer Aufgaben oft wiederholt, der lernt sie bis zur Perfektion. Ein Cobot ist aufgrund seiner Größe sowie der einfachen Bedienung prädestiniert dafür, vom Anwender angelernt zu werden.

Den Cobot zu teachen, heißt, ihn zu programmieren. Dies geschieht in der Regel virtuell. Teach-In-Panels erleichtern die Programmierung des Cobots. Bei Industrierobotern lässt der Anwender den Roboter über ein Steuerungspanel zu verschiedenen Positionen anfahren. Bei entsprechender Sensorik des Roboters ist auch ein Teaching über Gesten des “Lehrers” möglich.

kleiner Lehrerroboter zeigt mit einem Stock auf eine Kreidetafel
In der Robotik gibt es viele Fachbegriffe, deren Bedeutung ein besseres Verständnis der Roboter-gesteuerten Automation herausstellen. Wer weiß, worüber er bei Robotern spricht, der weiß auch, welches gewinnbringende Potenzial die Maschinen bieten. - Bild: besjunior / stock.adobe.com

4. Manipulator

Manipulator lässt sich aus dem Lateinischen ableiten. Hier steckt das Wort “manus” drin, was ins Deutsche übersetzt, “Hand” bedeutet. Nun besitzen lediglich humanoide Roboter “Hände”.

In die industrielle Robotik übersetzt, sind hierbei die Arme des Roboters gemeint. Um seinen Arm bewegen zu können, braucht jeder Roboter einen Effektor. Er wird auch als Aktuator bezeichnet und stellt den Motor dar, der die entsprechende Bewegung initiiert.

5. Kraft-Moment-Sensor

Der Kraft-Momenten-Sensor verleiht dem Roboter sein Fingerspitzengefühl. Soll der Greifer des Roboterarms ein Bauteil aufgreifen, tut er dies nach erlerntem Muster. Jedoch besitzt nicht jedes Werkstück, Werkzeug oder Bauteil das gleiche Maß, Gewicht oder dieselbe Materialbeschaffenheit.

Um keinen Schaden zu verursachen, benötigt der Roboter daher eine visuelle Informationsverarbeitung. Bildverarbeitende Sensoren erkennen die Beschaffenheit und adaptieren sie an das Bauteil. Ein essentielles Instrumentarium ist der Kraft-Momenten-Sensor. Er stellt die Druckkraft des Greifvorgangs sowie die Drehmomente automatisch ein. Dieses Datenpaket wird dann an die Steuerung übermittelt.

6. End-of-Arm-Tool

Beim End-of-Arm-Tooling (EoAT) geht es darum, die Sensibilität der Cobot-Hand zu optimieren. Während die Kundenanforderungen immer individueller werden, muss der Unternehmer seine Produktion flexibel halten. Sein Roboter sollte schnell und problemlos umrüstbar sein.

So ist es wichtig, dass auch die Greifarme des Roboters immer feinfühliger werden. Um die kollaborative Anwendung qualitativ gleichbleibend zu sichern, besitzen die Greifer hochsensible Sensoren. Das End-of-Arm-Tooling bewegt Werkstücke, sammelt Daten für die Robotersteuerung und interagiert mit anderen Robotern, Menschen oder Objekten.

7. Tool-Center-Point

Wenn der Robotik-Professor über den Tool-Center-Point (TCP) referiert, beschreibt er den Arbeitspunkt am Ende eines angetriebenen Manipulators. Dieser Punkt ist entweder als Wirk-, Werkzeugreferenz- oder Werkzeugarbeitspunkt definiert.

Als Beispiele dienen hier die Greiferbacken oder die Elektrodenspitze beim Schweißroboter. Der Bediener stellt die Robotersteuerung so ein, dass alle spezifischen Bewegungen in Relation zum Tool-Center-Point stehen.

8. Hydraulik-Muskel

Um die Bewegung des Roboters zu starten, braucht der Gelenkarm Kraft. Es gibt drei Arten, diese Bewegungskraft des Roboterarms herzustellen: elektromechanisch, durch Luftdruck oder hydraulisch. Bereits 2014 entwickelten japanische Forscher einen künstlichen Muskel aus Gummi, strapazierbaren Fasern und einer protektiven Ummantelung. Im Vergleich zum pneumatisch motivierten Muskel, ist der hydraulische Strang leistungsstärker und feinmotorischer. Dem Elektromotor gegenüber ist er robuster. Roboter mit Hydraulik-Muskeln lassen sich somit in besonders staubigen, heißen oder kalten Arbeitsumgebungen einsetzen.

9. ToF (Time-of-Flight)

Mit der Abflugzeit zur nächsten Robotik-Messe hat der Fachbegriff “Time-of-Flight” herzlich wenig zu tun. Er beschreibt das sogenannte Lichtlaufzeitverfahren: eine effiziente Technik, um Daten zur Raumtiefe zu ermitteln und Entfernungen zu messen. Eine ToF-Kamera hilft dem mobilen Roboter, sich zielgerichtet und autonom in Produktions- oder Lagerhallen zu bewegen. Die ToF-Kameras eignen sich besonders für Volumenmessungen oder die Palettierung in der Logistik. ToF-Anwendungen lassen sich auch über Gesten steuern.

10. Cloud Robotics

Cloud-Anwendungen sind aus der modernen IoT-Landschaft nicht mehr wegzudenken. Künftig greifen auch Roboter auf virtuelle Speichernetzwerke zurück. Sie profitieren hierbei von den bewährten Anwendungsbeispielen aus dem Cloud-Computing. Dezentral downloadbare Daten machen den Roboter leistungsfähiger und flexibler.

Spezifizierte Leistungen zieht er sich aus der Cloud, kommuniziert mit anderen Robotern oder vernetzt sich unkompliziert mit temporären Anwender-Teams. Auch Branchenapplikationen wie Robotics as a Service (RaaS) sind leicht zu realisieren. Über die digitale Schnittstelle können die einzelnen Roboter auch untereinander kommunizieren. Hilfe zur Selbsthilfe im Kontext des IoT.

Mit diesem Fachvokabular und dessen Bedeutung sind Sie beim Roboter-Kauf verhandlungssicher. Um die wichtigen Funktionen und deren Nutzen einer Robotik-Anwendung zu verstehen, brauchen Sie jedoch auch die Unterstützung der vielen innovativen Roboterhersteller. International erfahrene Robotik-Experten wie Igus, ABB, Universal Robots, Rethink Robotics und andere bieten Einsteiger-kompatible Lösungen an, die Ihnen den anwenderfreundlichen Start in eine Roboter-gesteuerte Automation ermöglichen.

Informiert bleiben zum Thema Robotik!

Erhalten Sie jede Woche unsere Updates rund um das Thema Robotik im Handwerk und im Mittelstand. Sichern Sie sich noch heute ihren Vorsprung in Sachen Automatisierung!

Newsletter hier kostenfrei bestellen.

Kostenlose Registrierung

Newsletter
Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.

Ich habe die AGB, die Hinweise zum Widerrufsrecht und zum Datenschutz gelesen und akzeptiere diese.

*) Pflichtfeld

Sie sind bereits registriert?