Automation in Fahrt

Automation in Fahrt

Optimierung der Automation mit Roboterachsen im kleinen Lastbereich

Mit einer siebten Achse kommen jetzt Cobots und Industrieroboter in Fahrt. Egal welche Anwendung, Branche oder Umgebung: Dank eines umfassenden Portfolios an stranggepressten Aluminiumprofilen sowie einer großen Bandbreite an unterschiedlichen Antriebs- und Führungssystemen gibt es für jede Applikation eine entsprechende Verfahrlösung. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf kleineren und mittleren Payloads.

1. Mit einer siebten Achse lässt sich der Aktionsradius von Robotern unkompliziert und wirtschaftlich erweitern. (Quelle: Rollon)
2. Auf der siebten Achse kann beispielsweise ein sechsachsiger Knickarm-Roboter parallel zu einer Produktionsstraße mitlaufen und so Aufgaben an mehreren Orten erledigen. (Quelle: Rollon)
3. Die Rollon-Linearachsen für UR-Roboter erreichen Geschwindigkeiten von bis zu fünf m/s und Beschleunigungen bis zu 50 m/s². (Quelle: Rollon)

Kleiner, leichter, flexibler, komfortabler: Die Trends in der Robotik gehen klar in Richtung Leichtbau, Modularität und Einfachheit. Gefragt sind vor allem kompakte, wandlungsfähige und unkomplizierte Lösungen. Kein Wunder also, dass sich besonders die intuitiv zu bedienenden Roboterarme von Universal Robots (UR) wachsender Beliebtheit erfreuen.

Ebenfalls stark im Kommen: Roboter für Automatisierungsaufgaben mit kleineren Traglasten. Egal ob populärer Cobot oder herkömmlicher Industrieroboter: Wird der Roboter mit einer siebten Achse mobil gemacht, lässt sich sein Arbeitsbereich deutlich vergrößern. Dabei verfährt er auf einem Linearsystem und kann so Aufgaben an mehreren Orten übernehmen. Für den Anwender ergeben sich nennenswerte Vorteile, wie eine effizientere Auslastung, flexiblere Prozesse und geringere Kosten.

Starke Leichtgewichte

Speziell für kleinere und mittlere Playloads bietet Rollon, Komplettanbieter für Lösungen im Bereich der Lineartechnik, eine große Auswahl an modularen Verfahrachsen aus Aluminium. Der Einsatz von Aluminium sorgt für ein geringes Gewicht, eine schnelle Montage, eine große Flexibilität sowie eine hohe Wirtschaftlichkeit. Gleichzeitig zeichnen sich die stranggepressten Profile durch eine hohe Steifigkeit, Belastbarkeit, Präzision und Zuverlässigkeit aus – und das bei besonders kompakter Bauweise.

Das vielfältige Portfolio von Rollon umfasst Linearachsen mit Kugel- oder Rollenlager, Riemen- oder Zahnstangenantrieb sowie schmierstofffreie, abgedeckte und offene Varianten. So wird der Spezialist für lineare Bewegungssysteme allen Anforderungen und Umgebungsbedingungen gerecht. Die Variantenvielfalt ermöglicht eine sehr präzise Dimensionierung der Achse und reduziert so die Kosten für den Anwender deutlich. Durch einfaches Verbinden mehrerer Profile kann die Länge der Verfahrachsen beliebig erweitert und damit die Reichweite des Roboters nahezu unendlich erhöht werden.

Um die spezifischen industriellen Automatisierungsaufgaben zu erfüllen, sind statt einzelner Komponenten zunehmend individualisierte Systemlösungen gefordert. Rollon arbeitet daher eng mit ausgewählten Systemintegratoren und Maschinenbauern zusammen. Das Ergebnis sind technisch und wirtschaftlich optimale Automationskonzepte – individuell konzipiert und passgenau auf die jeweilige Applikation zugeschnitten.

Erfolgreiche Kooperation

Für die Leichtbauroboter von Universal Robots hat Rollon robuste Achsen im Programm, die perfekt auf die Zusammenarbeit mit den flexiblen Roboterarmen aus Dänemark vorbereitet sind. Die besonders geschützten Lineareinheiten der Baureihen Robot (Plus System) und R-Smart (Smart System) aus der „Actuator Line“ verfügen über eine hohe Systemsteifigkeit, Traglast, Momentensteuerung, Verfahrgeschwindigkeit sowie Positioniergenauigkeit und sind damit wie geschaffen für den Einsatz als siebte Achse.

In Verbindung mit einem B&R-Servoverstärker sowie einer speziellen UR-Integrationssoftware machen sie Cobots innerhalb kürzester Zeit mobil. „Dahl Linear Move“ ist der Name der unkomplizierten Plug-and-Play-Lösung für die schnelle UR-Integration und eine Kooperation von Rollon und Dahl Automation, einem erfahrenen Systemintegrator und langjährigen Vertragspartner von Universal Robots.

Robuste Lineareinheiten

Die eingesetzten Rollon-Lineareinheiten verfügen über eine robuste Struktur aus einem stranggepressten, eloxierten Aluminiumprofil mit quadratischem Querschnitt. Die Antriebskraft wird durch einen stahlverstärkten Zahnriemen aus Polyurethan übertragen. Der UR-Roboter verfährt auf zwei parallelen Profilschienenführungen mit insgesamt vier Laufwagen, die alle auftretenden Lasten und Momente stützen.

Die kugelgeführten Systeme gewährleisten eine hohe Tragfähigkeit und Belastbarkeit und punkten darüber hinaus mit einem wartungsarmen Betrieb, geringer Geräuschentwicklung sowie einer langen Lebensdauer. Über das intuitive UR-Interface der Verfahreinheit lässt sich das Linearsystem bequem einrichten und bedienen. Auch Änderungen am Produktionslayout kann der Anwender jederzeit schnell und einfach selber vornehmen. Besondere Programmierkenntnisse sind dafür nicht erforderlich.

Palettieren leicht gemacht

In einer aktuellen Anwendung hat ein Hersteller von Kunststoffflaschen und -kanistern mit „Dahl Linear Move“ seine Automatisierung weiter vorangetrieben. Seit knapp anderthalb Jahren übernimmt ein UR10e auf einer vertikal angebrachten Rollon-Achse vom Typ R-Smart 220 SP4 die komplexe Flaschenpalettierung, die früher händisch von einem Werker ausgeführt wurde.

Der Cobot holt die Flaschen vom Förderband und errichtet auf einer Palette Stapel mit einer Höhe bis zu zwei Metern. Möglich wird diese Wendigkeit durch die siebte Achse, die dem Cobot mehr Bewegungsfreiheit verschafft. Durch einen langsamen Zyklus bewegt sich der UR10e in dieser Applikation mit einer Geschwindigkeit von 0,2  Millimeter pro Sekunde, die Wiederholgenauigkeit liegt bei ± 0,05 Millimetern. Wechselnde Packmuster lassen sich dank der Dahl Palettiersoftware bequem einstellen.

Der UR10e ist für Lasten bis zu zehn Kilogramm ausgelegt und gehört damit zu den größeren Robotern von Universal Robots. Auch für die beiden kleineren „Geschwister“ UR3 (Traglast: drei Kilogramm, Reichweite: 500 Millimeter) und UR5 (Traglast: fünf Kilogramm, Reichweite: 850 Millimeter) liefert Rollon entsprechende Linearachsen – passgenau abgestimmt in puncto Größe und Leistungsfähigkeit.

So kommen beim UR3 die Baugrößen 130 Millimeter (Robot) oder 120 Millimeter (R-Smart) zum Einsatz und beim UR5 die Baugröße 160 Millimeter (beide Versionen). Für den UR10 steht neben der offenen 220er R-Smart ebenfalls eine robustere Robot-Variante zur Verfügung. Ein Abdeckriemen aus Polyurethan schützt bei den Robot-Achsen den Riemenantrieb vor Staub, Schmutz, Fremdkörpern, Flüssigkeiten und anderen Verunreinigungen. Das ist insbesondere in verschmutzten Umgebungen von Vorteil. Alle Baugrößen verfügen über einen maximalen Verfahrweg von 6.000 Millimetern, für die notwendige Dynamik sorgen Geschwindigkeiten von bis zu vier bzw. fünf Millimeter pro Sekunde sowie Beschleunigungen bis zu 50 m/s2.

Flexibilität und Wirtschaftlichkeit

Ob Palettieren, Handling oder Be- und Entladung: Mit „Dahl Linear Move“ können Anwender ihre UR-Roboter noch effizienter und flexibler einsetzen. Das Konzept kommt am Markt gut an, wie die steigende Nachfrage beweist. Doch nicht nur UR-Roboter profitieren von dem Entwicklungs- und Anwendungs-Know-how der Düsseldorfer Lineartechnikspezialisten. Mit einer Linearachse von Rollon lässt sich der Aktionsradius aller Roboter erweitern, unabhängig vom Hersteller oder Robotertyp.

Grundsätzlich gilt: Je größer die benötigte Reichweite für den Prozess ist, desto mehr spart der Anwender durch die Kombination aus Roboter und Linearachse im Vergleich zu zwei oder mehreren Einzelrobotern. Der Roboter ist flexibel einsetzbar und die Linearachse ist schneller und günstiger als ein Roboter. Kombiniert man beides, hat man die Anwendungsvielfalt des Roboters verfügbar, kann diesen jedoch auf wirtschaftliche Art und Weise mehr Arbeitsstationen zuweisen. Das gesamte Konzept der siebten Achse bietet höhere Flexibilität als eine Roboter-OEM-Lösung und ist gerade bei kleineren und mittleren Robotern eine wirtschaftliche Alternative zur Stahlbauweise.

Technische Logistik 03/2020 PDF-Download (1.53 MB)