Vier Achsen sind beim Handling oft eine zu viel

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Noch mehr Vorteile ergeben sich, wenn man die Konzepte im Arbeitsprozess vergleicht. Schaut man sich den Aktionsradius eines Scara-Roboters an, fällt sofort auf, dass dieser auf ein Halbrund vor dem Roboter begrenzt ist. Die genormte DIN-Palette ist aber in jedem Fall rechteckig. Dies führt dazu, dass sich im Arbeitsfeld eines Scara-Roboters häufig nur drei Paletten befinden. Ein lineares Weiterschieben der Paletten innerhalb eines automatisierten Montageprozesses, wie bei fließenden Laufbandproduktionen heute üblich, ist durch diese Halbkreisanordnung schwer möglich. Kommen dann noch verschieden große Paletten hinzu, ist die Überforderung komplett. Die eckige Palette passt einfach nicht zum runden Aktionsradius des Roboters (Bild 3). Es bleibt dann nur noch händisches Eingreifen übrig: Verrücken, neues Anordnen oder komplettes Austauschen der Paletten.

Eine Achskombination ersetzt zwei Scara-Roboter

Noch deutlicher wird der Unterschied zwischen den beiden Welten, wenn man Bestückungs- und Entnahmeprozess zusammen betrachtet. Beide Stationen befinden sich häufig in unmittelbarer Nähe. Die Scara-Welt kennt dazu meist nur eine Antwort, nämlich die Verwendung je eines Roboters für die Bestückung und eines für die Entnahme. Macht insgesamt acht Achsen, wovon jede mit etwa 3000 Euro zu Buche schlägt.

Durch die kluge Kombination verschiedener Handling- und Achs-Einheiten ist der Automationsprozess deutlich flexibler: Auf eine bis zu 4 m lange Grundachse können zum Beispiel auch zwei Pick-&-Place-Einheiten gesetzt werden, mit der Möglichkeit, unabhängig voneinander zu verfahren (Bild 4). Jetzt heißt es auf einmal sechs statt acht Achsen: Denn der Kunde bezahlt effektiv sechs Achsen (Grundachse mit zwei Schlitten und zwei Pick-&-Place-Einheiten) und nutzt die Schiene der Grundachse doppelt. Die Kostenvorteile im Vergleich zu den acht Scara-Achsen werden immer größer. Bei zeitunkritischen Arbeitsschritten kann sogar das zweite Pick-&-Place-Modul (Bild 5) entfallen. Das verbleibende Modul auf der langen Grundachse sorgt dann für die Bestückung und für die Entnahme.

Getriebefreier Direktantrieb erhöht Genauigkeit und Produktivität

Das Konstruktionsprinzip eines Scara-Roboters macht den Einsatz von verschiedenen Getrieben notwendig – dagegen kommen die Handlinglösungen von Weiss gänzlich ohne Getriebe aus. Linearantriebe machen es möglich. Und eben diese getriebefreie Bauart macht die Handlingsysteme im Vergleich zu Scara-Robotern signifikant genauer. Das System positioniert bis zu 0,01 mm genau – die gängigen Scaras liegen bei 0,05 mm und darüber. Und mit längerer Laufzeit nehmen die Ungenauigkeiten aufgrund von Getriebeverschleiß sogar noch zu. Je kleiner die Bauteile, umso relevanter wird dieser Umstand. Bereits bei Teilen mit einer Kantenlänge unter 100 mm macht sich die größere Genauigkeit in hohem Maße bezahlt. Zeitaufwändige Prozesse, die den Scara-Roboter mittels Bildverarbeitungssystem zur Positionskorrektur veranlassen, können entfallen.

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