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Für die Herstellung des ersten Roboters der Weltzeichnen zwei Männer verantwortlich. Die Amerikaner Joseph Engelsberger Unternehmer, Ingenieur und Physiker so wie der Erfinder George Devol. 1956 kamen die beiden auf die glorreiche Idee, zusammen einen Roboter herzustellen. Mehr zur Herstellung von Robotern erfahren Sie in diesem Beitrag.
General Motors installierte daraufhin im Jahre 1959 den von den beiden Pionieren entwickelten Roboter. Diese ersten entwickelten Robotermaschinen waren zugleich der Grundstein in der industriellen Massenproduktion, mit deren Hilfe dann 1961 auch die ersten Teile in der Autofertigung zusammengeschweißt wurden.
Den ersten richtigen Industrieroboter weltweit erfanden die Deutschen Johann Keller und Jakob Knappich im Jahr 1973. Deutschland war bei der Entwicklung und Herstellung von Roboter schon immer ganz vorne dabei! Immer mehr Unternehmen entscheiden sich für den Einsatz eines Roboters. Diese Maschinen haben die Autoindustrie wesentlich optimiert und verbessert, ebenso werden sie vorwiegend in der Verpackungswirtschaft und Fertigungsindustrie eingesetzt.
Südkorea, Japan und China waren ebenso Vorreiter auf dem Gebiet der Entwicklung und Herstellung von Robotern. Bei den in diesen Ländern eingesetzten Fertigungssystemen sind diese gar nicht wegzudenken.
Die verschiedenen Einsatzgebiete erforderten neue, moderne und effiziente Prozessabläufe. Die hoch entwickelten Maschinen sind schneller, präziser und haben mehr Kraft als der Mensch. Viele Aufgaben lassen sich sehr viel schneller, exakter und vor allem ausdauernder erledigen, als durch Menschenhand. Dadurch konnte auch die Profitabilität und Wirtschaftlichkeit enorm gesteigert werden. Die unterschiedlichsten Ausführungen eines Roboters werden meist nach demselben Prinzip ausgeführt.
Aufbau eines Roboters
Roboter sind Maschinen in großer oder kleiner Ausführung, die heben, werkeln und arbeiten und heutzutage bereits weltweit millionenfach im Einsatz sind. Sie wurden erfunden, um Menschen zu helfen, sie übernehmen schwere, präzise, gefährliche und auch eintönige Arbeiten für den Menschen.
Roboter bestehen aus Standardbauteilen wie einem Roboterarm (auch Manipulator genannt) und der Steuerung, welche die Ausführungen und Bewegungen, die von der Programmierung vorgegeben werden, überwacht. Ein weiterer Bauteil ist der sogenannte Effektor, welcher auch das Werkzeug darstellt – dies kann etwa ein Greifer, ein Montagewerkzeug oder ein Bearbeitungswerkzeug sein. Sie werden zudem mit vielen verschiedenen Sensoren ergänzt.
Diese Sensoren sind ein ganz wichtiger Bestandteil eines Roboters zur Erfassung der Umgebungswelt, der Achspositionen und dem mechanischen Gestell sowie dem Getriebe.
Der dazu gehörige Antrieb eines Roboters bewegt die Glieder einer Kette, welcher wiederum aus einem Motor, einem Getriebe und einer Regelung besteht. Die Bewegung kann hydraulisch, pneumatisch oder auch elektrisch erfolgen.
Unterschieden wird im Aufbau auch zwischen Parallele und Serielle Kinematik. Die Kinematik beschreibt die Bewegungsmechanik dieser Maschinen. Die Parallele Kinematik basiert auf drei bis sechs parallel angeordneten Gelenkarmen. Diese Roboter besitzen geschlossene Ketten. Die serielle Kinematik besteht aus vielen Armteilen die aneinanderreihen.
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil ist das Greifsystem, welches das Bindeglied zwischen dem Werkstück und dem Roboter darstellt.
Die Basisbausteine eines Roboters sind das Zusammenwirken von den Bereichen Mechanik, Elektrotechnik, Informatik und Sensorik, was vielfach auch unter dem Resultat der Mechatronik verstanden wird.
Programmierung eines Roboters
Diese wird unterteilt in die Offline und Online Programmierung. Der Unterschied zwischen diesen Programmierungen ist, dass die Online Version am eingeschalteten Roboter erfolgt. Die Offline Version hingegen wird ohne Roboter programmiert und zu einem späteren Zeitpunkt in die Maschine hineinkopiert. Heutzutage gibt es die verschiedensten Roboterprogrammiersprachen, welche sehr speziell sind und die auf die unterschiedlichsten Robotertypen ausgerichtet sind.
Im Anschluss geht es nun um die eigentliche Herstellung eines Roboters:
Eine Skizze oder ein 3D- Modell können dabei sehr hilfreich sein. In diese Konzeptionierung fließen dabei die Auswahl der oben beschriebenen Standardbauteile wie Roboterarm, Steuerung, Programmierung, die zu verwendenden Motoren, Gelenksglieder und Werkzeuge (auch Effektoren) ein.
Gleichzeitig gilt es die weiteren Festlegungen hinsichtlich Größe und des Budgetrahmens zu treffen.
Nach der Konzeptionierung und Teilebeschaffung geht es an den Zusammenbau. Zu guter Letzt geht es an die Programmierung, damit der Roboter weiß, wie er zu funktionieren hat. Nach dem Abschluss der Tests, steht einem erfolgreichen Einsatz eines Roboters nichts mehr im Wege.
Das Herangehen bei der Herstellung eines Roboters funktioniert immer nach dem gleichen Schema – egal ob für Erkundungsroboter, Industrieroboter, Medizinroboter, Spielzeug- oder Transportroboter.
In der Gegenwart als auch in der Zukunft sind Roboter in keiner Weise mehr wegzudenken – ihnen bzw. in kollaborierender Form gemeinsam mit den Menschen gehört die Zukunft.