Definition

Flächenportale, auch als Flächen-Portalroboter oder Raumportale bezeichnet, sind in XYZ-Richtung verfahrbare kartesische Roboter, die durch standardisierte Baukastensysteme oder komplett anwendungsspezifisch realisiert werden. Flächenportale basieren auf einem in XY-Richtung verfahrbaren Linearachssystem, das eine vertikale Z-Achse trägt. Dadurch entsteht ein quaderförmiger Arbeitsraum, in dem die Werkstücke oder Werkzeuge in XZY-Richtung dreidimensional bewegt werden können. Zusätzlich können weitere Drehachsen oder mehrfache Greifer vorhanden sein. Raumportale ermöglichen große Verfahrwege und die Handhabung großer Lasten in Abgrenzung zu Gelenkarmrobotern mit beschränkter Reichweite und Tragkraft. 
Der Antrieb des Flächen-Portalroboters erfolgt typischerweise durch Elektromotoren mit Kraftübertragung durch Zahnriemen und Zahnstangen, auch der Einsatz von Achsen mit Linearmotor-Direktantrieben ist möglich.

Funktionsprinzip

Für leichtere Aufgaben sind weitgehend standardisierte Systeme im Baukastensystem erhältlich, Linienportale mit großen Abmessungen oder für hohe Lasten werden meist anwendungsspezifisch aufgebaut. Die Y-Achse ist auf zwei feststehenden Linearführungen als X-Achsen gelagert, was die Aufnahme von Drehmomenten ermöglicht. Feststehende X-Achsen können auch unterstützt sein. 
Als Z-Achse können spezielle Vertikalachsen zum Einsatz kommen wie z. B. Teleskopachsen, die große Verfahrwege bei geringer Einbaulänge erlauben. 
Die Verfahrgeschwindigkeit, Dynamik und Antriebskraft des Portals hängt von der Antriebsart sowie von der Kraftübertragung der Achsen ab. Meistens werden die Achsen durch extern angebaute Servo- oder Schrittmotoren angetrieben, indem die Drehbewegung des Motors über eine Kraftübertragung mit Zahnriemen oder Zahnstange in eine lineare Bewegung umgesetzt wird. Zahnriemen ermöglichen eine hohe Verfahrgeschwindigkeit bei relativ geringer Haltekraft. Zahnritzel-Zahnstangen-Kombinationen ermöglichen die Realisierung großer Verfahrstrecken. Achsen mit Linearmotor-Direktantrieb verfügen über sehr hohe Dynamik, Verfahrgeschwindigkeit und Positioniergenauigkeit, bieten jedoch nur geringere Vorschub- und Haltekräfte. Wenn keine frei programmierbare Bewegung erforderlich ist und geringe Kräfte ausreichen, lassen sich auch kolbenlose pneumatisch angetriebene Einheiten verwenden.

Einsatzbereich

Flächenportale bzw. Raumportale werden als standardisierte Lösungen im Baukastensystem oder komplett anwendungsspezifisch realisiert. Handhabungsaufgaben in XYZ-Richtung sind z. B. die Maschinenbeschickung, die geordnete Teilebereitstellung und Verkettung, das Umsetzen zwischen Fördereinrichtungen sowie das Verpacken und Palettieren. In Fügeanwendungen können Raumportale die Koordinatenführung zum Schweißen, Klebstoffauftrag, Dosieren etc. übernehmen. Bearbeitungsanwendungen finden sich beispielsweise in Werkzeugmaschinen, zur Bearbeitung von Kunststoffen, Holz, Leichtmetall, zur Laserbearbeitung sowie zum Schweißen und Schneiden. Weitere Aufgaben sind z. B. die Prüfsondenhandhabung oder die hochpräzise Koordinatenführung für Messanwendungen. 
Flächenportale kommen zum Einsatz, wenn größere und große Verfahrwege sowie höhere Traglasten gefordert sind. Anwender sind der interne Betriebsmittelbau sowie der Sondermaschinen- und Anlagenbau für alle Branchen der Industrie.