Robotik Kabel mit Führung

Energiekettensystem ermöglicht flexible Energieführung an kombiniertem Portal/Knickarm-Roboter. Die jüngste Entwicklung eines schweizerischen Roboter-Herstellers ist Roboflex, eine Kombination aus...

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Die jüngste Entwicklung eines schweizerischen Roboter-Herstellers ist Roboflex, eine Kombination aus Portal- und Knickarmroboter. Dazu wurde – stark vereinfacht gesagt – ein Knickarmroboter, dem die erste, vertikale Dreh-achse fehlt, kopfüber an ein Portal gehängt. Die Funktion der ersten Drehachse übernimmt nun die Linearachse. Güdel sieht sich dabei in einer Art Vorreiterrolle, was die Kombination der beiden Roboterwelten Knickarm- und Portalausführungen betrifft. Bisher waren nur lineare Bewegungen möglichEntwickelt wurde Roboflex aus mehreren Marktanforderungen heraus. Die Welt der Portalroboter war bisher limitiert, weil man lediglich mit linearen Bewegungen in die darunter liegenden Maschinen einfahren konnte, dies allerdings mit kurzen Taktzeiten.Nun kamen Anforderungen nach größerer Flexibilität, was sich im Grunde mit Knickarm-Robotern erreichen lässt. Reine Knickarm-Roboter stehen sich allerdings quasi selber im Weg, das heißt, beim Be- oder Entladen einer Maschine müssen sie ein halbe Drehung um ihre Vertikal-achse ausführen. Diese Drehungen kosten wiederum Zeit und erhöhen die Taktzeiten. Ein an einem Portal aufgehängter Knickarm-Roboter muss diese Drehbewegung jedoch nicht ausführen, weil er über seinem Arbeitsraum „schwebt“. Er ist damit schneller als seine reinrassigen Knickarm-Kollegen. Der zweite Vorteil ist die größere Beweglichkeit dieser Kombination. Wegen der hängenden Knickarm-Kinematik lassen sich Maschinen mit größeren Teilen durch engere Öffnungen beschicken und auch innerhalb der Maschine noch exakt positionieren.Ein erster Prototyp beruhte noch auf einem klassischen Knickarm-Roboter mit 25 kg Tragfähigkeit. Marktuntersuchungen zeigten jedoch, dass auch große Bedürfnisse im Bereich von 100 kg Traglast liegen. Man entschloss sich also zu einer Weiterentwicklung.So entstand Roboflex, der aber nicht einfach einen kopfüber aufgehängten Knickarm-Roboter, sondern ein neues Roboter-Konzept darstellt, das bei kompakter Bauweise große Reichweiten und maximale Flexibilität mit kurzen Taktzeiten kombiniert.Konventionelle, auf dem Boden stehende Knickarm-Geräte arbeiten mit Gewichtsausgleich, um die Antriebskräfte niedrig und die erzielbaren Beschleunigungen hoch zu halten. Das geht jedoch bei einer hängenden Ausführung nicht, unter anderem, weil der Gewichtsausgleich die Bewegungsfreiheit des Roboters einschränken würde. Deshalb verzichtet man vollständig auf einen Gewichtsausgleich. Statt dessen werden stärkere Antriebsmotoren und mechanisch stabilere Gelenke verwendet. Eine weitere Spezialität des Roboters stellt das J3-Gelenk dar, das so genannte Ellenbogengelenk. Durch entsprechende Auslegung der Ober- und Unterarmlänge ist der Roboter in der Lage, mit diesem Gelenk eine 360°-Drehung auszuführen, dies bei Verfahrgeschwindigkeiten von 120 ° pro Sekunde. Diese Fähigkeiten stellten jedoch auch ganz neue Anforderungen an die Kabelführung. Herkömmliche Lösungen genügten nicht mehrHerkömmliche Lösungen, wie der Einsatz von Schläuchen, waren den Anforderungen nicht mehr gewachsen. Schlauchlösungen erfüllten die Anforderungen bezüglich Festigkeit und Tragfähigkeit nicht, außerdem ist die Bestückung mit Kabeln und Leitungen recht aufwändig. Das ebenfalls neue Robotrax-Energiekettensystem von Kabelschlepp erwies sich wie geschaffen dafür. Es ist ähnlich einer Wirbelsäule aufgebaut und besteht aus einzelnen Ringelementen, die ineinander geschnappt werden. Für die nötige Festigkeit sorgt eine innen liegende Stahl-Seele. Die Bestückung der Energieführung erfolgt durch einfaches Einklippsen der Kabel und Leitungen in die Energiekette. Kabelschlepp konnte schnell eine Musterlösung anbieten, die gut funktionierte. Die Nutzung des Systemangebots von Kabelschlepp - also die Lieferung komplett konfek-tionierter Robotrax-Energieführun-gen - wird bei Nachfrage nach entsprechenden Stückzahlen nicht ausgeschlossen. Zur Zeit werden die Energieführungen aber noch im eigenen Haus bestückt.Es gibt zwar Wettbewerbsprodukte auf dem Markt, die ebenfalls in mehreren Achsen beweglich sind. Diese sind jedoch nicht so kompakt aufgebaut. So sind beispielsweise in zwei Achsen bewegliche Energieführungsketten verfügbar, deren Kettenglieder aber relativ groß und nicht so beweglich sind wie das verwendete System. Die erste Baugröße, die verfügbar war, hat-te einen Durchmesser von 75 mm, was anfänglich als eher groß erachtet wurde. Zwi-schenzeitlich hat sich aber gezeigt, dass die 75er-Baugröße benötigt wird und noch genügend Raum für zusätzliche Bestückungen lässt. Die Bestückung der Energieführung ist mittlerweile eine Frage von Minuten. Ebenfalls positiv ist die Art der Befestigung des Energiekettensystems an der Maschine. Die Energieführung kann an jeder beliebigen Stelle in einen Halter eingelegt und durch Stecken eines Bolzens befestigt werden. Erste Bedenken wurden ausgeräumtZunächst gab es noch Bedenken, was die Lebensdauer der Energieführung betraf, zumal ja Maschinen in den USA an einer Presse im 24-Stunden-Betrieb laufen. Ein Ausfall wäre in diesem Fall mehr als unangenehm gewesen. Nach einem Jahr Einsatz unter praktischen Bedingungen ist es bisher jedoch zu keinerlei Störungen oder Ausfällen gekommen.