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Industrieroboter

„Horst“ mit neuem kinematischen Ansatz

| Redakteur: Carmen Kural

Fruitcore hat eigenen Angaben zufolge mit Horst (Highly Optimized Robotic Systems Technology) einen leistungsfähigen Industrieroboter entwickelt, der ohne Fachkenntnisse schnell implementiert und einfach programmiert werden kann. Möglich werde das durch die neue Antriebstechnik sowie die intuitiv zu nutzende Software.

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Die grafische Oberfläche ist intuitiv aufgebaut und erinnere an die Bedienung eines Smartphones.
Die grafische Oberfläche ist intuitiv aufgebaut und erinnere an die Bedienung eines Smartphones.
(Bild: Fruitcore)

Der 6-Achs-Industrieroboter verfolgt einen neuartigen kinematischen Ansatz, wie Fruitcore mitteilt. Die Hauptachsen 2 und 3 werden über sogenannte Viergelenkketten (VK) angetrieben. Das bedeutet, dass die Bewegungs- und Kraftübertragung nicht wie herkömmlich direkt an den Roboterachsen mittels einer Antriebseinheit erfolgt, sondern indirekt über die Viergelenkketten. Somit liegen die Antriebswellen und die eigentliche Roboterachse nicht an der gleichen Position.

Power wo sie benötigt wird

Die Viergelenkketten seien so angeordnet, dass sie eine hohe Kraftübertragung ermöglichen, wenn die Position des Roboters dies erfordert und das Übersetzungsverhältnis kleiner wird, wenn die Kraft nicht benötigt wird. In einer Viergelenkkette entspricht die Kurbel der VK dem kleinen und die Schwinge dem großen Zahnrad. Die Koppel verbindet Kurbel und Schwinge. Rotiert die Kurbel gleichförmig, entstehe an der Schwinge eine nicht lineare Drehbewegung. Damit bewegt sich an manchen Stellen die Schwinge schneller als an anderen. Die Kräfteübertragung verhalte sich dazu jedoch analog. Bewegt sich die Schwinge langsam (große Übersetzung), wird mehr Kraft übertragen – weniger Kraft, wenn sich die Schwinge schneller bewegt (kleine Übersetzung). Durch dieses Wirkprinzip ist das Übersetzungsverhältnis bei Viergelenkketten im Gegensatz zu Zahnradgetrieben nicht-linear, so Fruitcore.

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Darüber hinaus leiten die Stäbe der Viergelenkketten Teile der Kräfte auf die Struktur ab, was eine hohe Systemsteifigkeit bei gleichzeitig geringer Masse bedeutet. Weil damit diese Masse nicht mitbewegt werden muss, lasse sich die Leistung der Antriebe effizienter nutzen. Somit ließe sich mit Horst gleiche Leistungsdaten in Bezug auf Traglast, Reichweite und Dynamik mit vergleichsweise kleinen Antrieben realisieren:

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Steuerung und Implementierung

Die Programmierung erfolgt mit der Fruitcore-Software HorstFX. Der Anwender könne damit auch angeschlossene Komponenten wie Greifer sowie externe Maschinen über digitale Ein-/Ausgänge steuern. HorstFX wurde speziell für den mitgelieferten 13,3 Zoll-Touchscreen entwickelt. Die Software könne aber auch auf Desktop-Computern betrieben und offline, fernab des Roboters, Programme erstellt werden. Grafisch erzeugte Programme könnten automatisch in textuelle Codes umgewandelt werden.

Ohne Coden zum Programm

Die grafische Oberfläche ist laut Anbieter intuitiv aufgebaut und erinnere an die Bedienung eines Smartphones. Programme können entweder live oder mittels Simulation erstellt werden. Die visuelle Abbildung der Bewegungen verhindere Fehler und Kollisionen. Einmal erstellte Programme könnten jederzeit bearbeitet und einzelne Bausteine verschoben oder gelöscht werden. Außerdem sei es möglich, Daten für zusätzliche Werkzeuge und 3D-Objekte zu importieren.

Erweiterung der Steuerung durch Updates

Horst besitzt ein eigenentwickeltes Bussystem mit differenziellen Signalen, wie es heißt. Die updatefähige Robotersteuerung biete viele Ein- und Ausgänge und werde ständig weiterentwickelt. Auch Schnittstellenerweiterungen seien einfach umsetzbar. Für eine zentrale Steuerung hat das Unternehmen ein eigenes Mainboard geschaffen, um den hohen Anforderungen an ein Robotersystem im Praxiseinsatz zu genügen, so Fruitcore weiter. Die Steuerung basiere auf einen schnellen Prozessor, der die Regelung der 6 Achsgelenke in Echtzeit übernimmt.

Für eine hohe Positioniergenauigkeit im Bereich von ± 0,05 mm kommen optische Inkrementalgeber zum Einsatz. Alle sicherheitsrelevanten Signale würden entsprechend Performance Level d (PL d) redundant ausgewertet und verarbeitet. Zudem biete die eigenentwickelte Sicherheitssteuerung Ein- und Ausgänge zur Kommunikation mit Sicherheitssystemen wie beispielsweise Lichtschranken oder Sicherheitsscannern.

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