Portalrobotersysteme

Aufbau und Bewegungsprinzip von Portalrobotersystemen

Ein Portalrobotersystem verfährt typischerweise entlang rechtwinklig angeordneter Linearachsen. Die Bewegung erfolgt meist in X-, Y- und Z-Richtung, bei Bedarf ergänzt um Dreh- oder Schwenkeinheiten am Greifer. Durch diese kartesische Kinematik lassen sich definierte Punkte und Bahnen in einem klar begrenzten Arbeitsraum präzise anfahren. Die Portalstruktur ist in der Regel über Maschinen, Förderstrecken oder Ablageflächen angeordnet, sodass der Bodenbereich frei bleiben kann.

Einsatzfelder in der metallverarbeitenden Produktion

Portalrobotersysteme werden für die Maschinenbeschickung, den Werkstücktransfer zwischen Bearbeitungsschritten, das Stapeln sowie für Pick-and-Place-Aufgaben eingesetzt. Typische Anwendungen sind das Be- und Entladen von Bearbeitungszentren, Pressen oder Prüfstationen. Auch bei grossformatigen oder schweren Teilen sind sie verbreitet, wenn ein stabiler Bewegungsraum über mehrere Arbeitsplätze hinweg benötigt wird. In verketteten Anlagen können sie Materialflüsse zwischen Zuführung, Bearbeitung und Ablage automatisieren.

Bauformen und Integrationsvarianten

Portalrobotersysteme unterscheiden sich unter anderem nach Spannweite, Achsanzahl, Traglast und Einbausituation. Verbreitet sind Brückenportale über einzelnen Maschinen ebenso wie Systeme, die mehrere Stationen entlang einer Linie bedienen. Je nach Aufgabe werden Greifer, Vakuumtechnik, Werkzeugwechsler oder Mess- und Prüfeinheiten integriert. Die Auslegung richtet sich nach Werkstückgeometrie, Takt, Verfahrweg, Zugänglichkeit und den Schnittstellen zu Maschinensteuerung, Fördertechnik oder Spannsystemen.

Abgrenzung zu anderen Automatisierungslösungen

Als Untergruppe der Industrieroboter sind Portalrobotersysteme von gelenkigen Robotern durch ihre lineare, kartesische Kinematik zu unterscheiden. Gegenüber Manipulatoren arbeiten sie meist automatisiert innerhalb fest definierter Bewegungsabläufe und grösserer Verfahrräume. Im Unterschied zu Ladeautomaten oder Beschickungsautomaten sind sie nicht auf einen eng umrissenen Beladevorgang einer einzelnen Maschine beschränkt, sondern können mehrere Positionen oder Stationen anfahren. Zuführautomaten, Vibrationsförderer und Einrichtungen zum Ordnen, Positionieren und Sortieren übernehmen primär die geordnete Bereitstellung von Teilen, während das Portalrobotersystem den eigentlichen Handhabungs- und Transferprozess ausführt.