Präzisionsantriebe

Antriebstechnik bewegt die Robotik

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Kommissionier-Roboter für die Logistik 4.0

Angesichts des zunehmenden Onlinehandels verändern sich auch Logistik und Materialfluss zunehmend. Hohe Löhne einerseits und der Fachkräftemangel andererseits treiben bei personalintensiven Tätigkeiten die Automatisierung voran. Gerade für den Abend oder fürs Wochenende, wenn viele Bestellungen eingehen, sind Mitarbeiter schwer zu finden. Selbstdenkende und selbststeuernde Lager gelten als Alternative. Ein Baustein dafür sind autonom fahrende und selbstständig handelnde Logistikroboter, die ebenfalls passende Antriebstechnik benötigen.

Für solche Szenarien entwickelt und baut das Münchner Start-up Magazino wahrnehmungsgesteuerte, mobile Roboter. Eine Entwicklung ist der Kommissionierroboter Toru, der den stückgenauen Zugriff auf einzelne Objekte ermöglicht. Der Roboter besteht aus einer mobilen Basis, einer ausfahr- und drehbaren Säule mit Greifsystem und einem herausnehmbaren Regal. Der adaptive Greifarm kann verschiedene quaderförmige Objekte greifen. Mithilfe von Kameras, Sensorik, entsprechender Bildverarbeitung und Künstlicher Intelligenz erfasst der Roboter seine Umwelt, interpretiert sie und trifft darauf basierend verschiedene Entscheidungen. Neben den eingesetzten Vision-Lösungen und der Roboterintelligenz ist auch zuverlässige Antriebstechnik gefragt. Die Pakete holt Toru mithilfe von Unterdruck aus dem Regal. Um vor dem Ansaugen die Lücke zwischen Regalboden und dem Logistikroboter zu schließen und das Paket auf einer ebenen Fläche herausziehen zu können, wird eine Metallzunge ans Regal herangefahren. Diese Aufgabe übernimmt ein Faulhaber-Antriebssystem bestehend aus bürstenlosem DC-Servomotor der Serie BX4, Motion Controller und Planetengetriebe. Auch für die Bewegung des Sauggreifers sorgen Antriebe des gleichen Typs.

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Zieht der Greifarm Produkte aus dem Regal, ist gerade zu Beginn das Losbrechmoment sehr hoch. Gefragt war also ein Antrieb mit hoher Leistungsdichte, der auch kurzzeitig ein sehr hohes Drehmoment bieten kann. Der eingesetzte, überlastfähige Antrieb liefert mit einer Leistung von 62 W im Dauerbetrieb Nennmomente bis 72 mNm, verkraftet aber auch kurzzeitige Spitzenmomente bis 99 mNm. Da beim Auslagern der Waren die Zeiträume der Überlastungen immer nur sehr kurz andauern und die Abstände dazwischen verhältnismäßig lang ausfallen, besteht nicht die Gefahr, dass der Antrieb überhitzt. Mit einem Durchmesser von gerade einmal 32 mm und einer Länge von 85,4 mm sind die bürstenlosen DC-Servomotoren zudem sehr kompakt. Damit ist es möglich, den Greifer sehr flach zu konstruieren, sodass er auch Pakete aufnehmen kann, die knapp über dem Boden gelagert sind.

Aus Komponenten werden kommunikative Antriebe

Leistungsstarke Motorfamilien wie die BX4 oder BP4 sowie die neue BXT-Baureihe lassen sich, kombiniert mit weiteren Komponenten wie verschiedenen Getrieben, optischen, magnetischen oder absoluten Encodern sowie Speed beziehungsweise Motion Controllern, flexibel an anspruchsvolle Robotikanwendungen anpassen.

Wenn intelligente Gesamtsysteme entstehen sollen, müssen die Antriebe ihr „Wissen“ auch untereinander austauschen und zuverlässig miteinander kommunizieren können. Zudem sollten sie sich zuverlässig in den Automatisierungsverbund einbinden lassen. Die Faulhaber-Antriebe unterstützen dafür die Kommunikation über CANopen.

* Dipl.-Ing. Nora Crocoll ist Redakteurin im Redaktionsbüro Stutensee. Dipl.-Ing. Andreas Seegen ist Leiter Marketing bei Faulhaber in 71101 Schönaich, Tel. (0 70 31) 6 38-0, info@faulhaber.de

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