Was ist ein Serienroboter?

Viele Menschen haben Serienroboter entweder am Fließband oder im Kino in Aktion gesehen. Ein Beispiel ist ein Roboterarm, der bei der Montage eines Produkts hilft. Es handelt sich um einen Serienroboter, da der Arm über in Reihe geschaltete Gelenke verfügt und jedes Gelenk über einen oder mehrere Motoren oder Aktuatoren, die mit Stangen verbunden sind, die es dem Arm ermöglichen, sich auf eine menschliche Weise zu bewegen.

Ein menschlicher Arm wird zuerst durch ein Schultergelenk, dann durch einen Ellbogen und schließlich durch ein Handgelenk befestigt. Dies ist ebenfalls eine serielle Konfiguration, die jedoch weitaus komplexer ist als bei den meisten seriellen Robotern. Das Schultergelenk einer Person sowie das Handgelenk ermöglichen eine große Bewegungsfreiheit. Um dies in der Robotik zu erreichen, müssen mehrere Motoren mit Verbindungsstangen verwendet werden, die eine ähnliche Art von Bewegung ermöglichen. Die "Motoren" im Arm einer Person sind die Muskeln, die durch den Arm und in den Oberkörper laufen.

Wenn man die Anmut eines professionellen Tänzers mit den Handlungen eines typischen Serienroboters vergleicht, wird der Unterschied offensichtlich. Der Serienroboter kann nicht so elegant sein, da er nicht so viele mögliche Variationen von Bewegung und Kraft innerhalb der Robotermotoren aufweist. Selbst bei hochentwickelten Tanzrobotern werden die Motorkräfte von einer digitalen Software gesteuert, die Verzögerungen mit sich bringt, die eine anmutige Bewegung einschränken.

Serienroboter müssen nur so anmutig sein, dass sie ihre Aufgabe erfüllen können. In der Regel muss ein Teil aufgenommen, so platziert und auf irgendeine Weise behandelt werden, z. B. auf eine Leiterplatte gelötet oder mit einem Werkzeug festgezogen werden. Das Ausführen dieser Aufgabe erfordert nicht unbedingt eine reibungslose oder anmutige Bewegung.

In den frühen Konstruktionen von Serienrobotern wurde der menschliche Körper nachgebildet, um die Mitarbeiter an den Fließbändern zu ersetzen. Spätere Entwürfe gingen von diesem Modell weg und berücksichtigten nur das, was aus praktischer Sicht benötigt wurde. Da die Anforderungen an eine bessere Genauigkeit zunahmen, wurden die Konstruktionen dahingehend verfeinert, dass Serienroboter - unter Hinzufügung der Laserschneidtechnologie - qualifizierte Handwerker emulieren können. Serienroboter können auch präzise Zahnkronen formen.

Universelle Probleme in der Serienrobotik, die eine ständige Bewertung erfordern, umfassen die Fehlerverstärkung von Gelenk zu Gelenk, das Motor- oder Aktuatorgewicht sowie die Gesamtfestigkeit und -steifigkeit. Der Serienroboter muss stark genug sein, um seine Aufgaben hunderttausendfach zu erledigen, aber nicht so schwer, dass er den Betrieb verlangsamt. Dies ist besonders wichtig bei langen Fließbändern. Eine geringfügige Verzögerung kann später zu einem großen Problem werden.