Perfektes Zusammenspiel

Automatisierungstechnik für Handling- und Transfereinheit

Die Handhabung von Rohren stellt im Herstellungsprozess eine große Herausforderung dar. Insbesondere wenn sie bis zu vier Meter lang und die Räumlichkeiten begrenzt sind. Das Zittauer Unternehmen RTT Robotertechnik-Transfer hat dafür eine kundenspezifische Automatisierungslösung entwickelt. SEW-Eurodrive lieferte die Technik dafür.

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1 - Der Controller als Schaltschrank-Einbaugerät sorgt für das optimale Zusammenspiel der Automatisierungskomponenten. Bild: SEW-Eurodrive
1 - Der Controller als Schaltschrank-Einbaugerät sorgt für das optimale Zusammenspiel der Automatisierungskomponenten. Bild: SEW-Eurodrive

Die Anforderungen des Kunden, ein namhafter Hersteller von Dachentwässerungsanlagen und Ablaufrohren, waren komplex: Gesucht war eine automatisierte Handhabungslösung, die Standrohre nach dem Trennprozess aus der Schneidmaschine entnimmt, bündelt und weiter zur Ablage auf Paletten transportiert. Und das bei einer Rohrlänge von 250 bis 4.000 Millimeter und einem Gewicht bis 30 Kilogramm. Der Platzbedarf vor Ort ist jedoch begrenzt.

Dieser Herausforderung stellte sich der Sondermaschinenbauer RTT Robotertechnik-Transfer in Zittau. Die Firma entwickelte und fertigte eine Handling- und Transfereinheit mit vier Scara-Robotern.

Flexibel positioniert

Die Roboter können auf einer Strecke von zwölf Metern verfahren – pro Seite jeweils zwei Roboter. Damit können die Greifarme entsprechend der Länge und der Geometrie der unterschiedlichen Artikel flexibel positioniert werden. Zentrale Elemente für die Scara-Roboter sind Präzisions-Servogetriebemotoren, Umrichter sowie die passgenaue Softwarelösung „Movikit Robotics“ aus dem Automatisierungsbaukasten „Movi-C“ von SEW-Eurodrive.

Die Roboter sind an einer Führung unter dem Dach der Halle hängend gelagert, daher war das Gewicht der einzelnen Arme geringzuhalten. Aus diesem Grund sind die Ober- und Unterarme der Scara-Roboter in optimierter Leichtbauweise konstruiert. Am Lastaufnahmepunkt greift eine Vakuum-Saugplatte die Rohre und transportiert sie weiter zum Bündeln und Verpacken auf Paletten.

„Für uns war es keine Frage, auch bei diesem Projekt auf das Know-how und die Produkte von SEW-Eurodrive zurückzugreifen“, erklärt Mike Müller, Technischer Leiter bei RTT. „Wir kennen die hohe Produktqualität und haben schon mehrere Sondermaschinen in erfolgreicher Zusammenarbeit realisiert.“ Das bestätigt auch Andreas Richter, Leiter des Technischen Büros Dresden von SEW-Eurodrive: „Bei dieser konkreten Anlage ist kein herkömmlicher Roboter einsetzbar. Die Aufgabe erfordert eine spezielle Konstruktion mit spezifischer Kinematik. Wir kennen die Mathematik und haben hierfür die passenden Automatisierungsmodule.“

Spielfreiheit und Präzision

Je Roboterarm kommen drei Antriebe zum Einsatz. Ein Servo-Kegelrad-Getriebemotor dient dem Vorschub entlang des Trägers. Die beiden anderen Antriebe sorgen für die Bewegung des Ober- und Unterarms. Hier kommen Servomotoren in Kombination mit Getrieben der Baureihe „ZN..“ von SEW-Eurodrive zum Einsatz. Zu den herausragenden Eigenschaften dieser Baureihe gehören die Spielfreiheit und die Präzision bei extremen Beschleunigungsmomenten.

Die Torsions- und Kippsteifigkeit der Getriebe ermöglichen das exakte Positionieren und die schnelle Bewegung großer Lasten wiederholgenau sowie die Möglichkeit hohe Drehmomente aufzunehmen. Die kompakte Bauweise der Antriebseinheiten ermöglicht zudem die Montage auch bei kleinem Bauraum. Die Motoren sind ab Werk lebensdauergeschmiert, einbaufertig und in zwölf Baugrößen verfügbar. „Uns hat die Präzision und die Steifigkeit dieser Antriebe beeindruckt“, betont Mike Müller.

Der Automatisierungsbaukasten „Movi-C“ bietet mit seiner skalierbaren Umrichterplattform „Movidrive“ ein Portfolio für Anwendungen von Drehzahlsteuerungen bis hin zu Servoantrieben mit Kinematik. Bei der Handlinganlage von RTT wurde die Baureihe „Movidrive“ modular eingesetzt. „Movidrive modular“ ist ein flexibel konfigurierbares Mehrachssystem, das sich für diesen Einsatzbereich hervorragend eignet. „Movi-C“ hat darüber hinaus für den Kunden den Vorteil, dass alle Komponenten zueinander passen – Engineering-Software, Steuerungs- und Umrichtertechnik sowie die Motoren.

Schnelle Inbetriebnahme

Die Kinematik wurde während der Projektierungsphase komplett simuliert und die Antriebe anhand der Ergebnisse optimiert ausgelegt. Daher konnte die Anlage schnell in Betrieb genommen werden. Mit „Movikit Robotics“ ließen sich die Kinematiken einfach und schnell parametrieren; mit wenigen Befehlen der SEW Robot Language waren die Bewegungsabläufe definiert.

Während der Inbetriebnahme erfolgte die Bedienung über die Benutzeroberfläche „RobotMonitor“. Mit dem Programm hat man die komplexen Funktionen mit einer übersichtlichen und intuitiven Bedienoberfläche voll im Griff. Darüber hinaus stellt es die Kinematiken dreidimensional dar und zeigt die gefahrenen Bahnen. Dieses Verfahren hat Zeit gespart und ermöglicht die flexible Anpassung im Fall von Neuerungen.

Das Softwaremodul wird auf einem „Movi-C“-Controller progressive betrieben. Sämtliche Berechnungen aller vier Kinematiken werden mühelos auf der leistungsstarken Steuerung durchgeführt. Ergebnis ist eine automatisierte Roboteranlage zur reibungslosen Verkettung der Trennmaschine mit der nachgelagerten Palettenablage.

Erfolgreicher Projektabschluss

Als Ergebnis können zwei Entnahmesysteme beidseitig und unabhängig voneinander die Rohre aufnehmen und in den Arbeitsraum der jeweils anderen Kinematik eingreifen. RTT hat das Projekt gemeinsam mit SEW-Eurodrive erfolgreich zu Ende gebracht. „Andreas Richter hatte uns anfangs zugesagt, dass wir diese komplexe Aufgabe gemeinsam lösen können, und das hat auch geklappt“, resümiert Mike Müller, der den Support und die aktive Beteiligung an der Anlagenentwicklung seitens SEW ausdrücklich lobt. Die Anlage konnte nach weniger als sechs Monaten Entwicklungs- und Konstruktionszeit ausgeliefert werden. Seit Sommer 2020 ist sie beim Hersteller von Dachentwässerungsanlagen im Einsatz und folgt dem schnellen Takt der Trennanlage, die den Takt der nachfolgenden Handlinglösung bestimmt.

Hans-Joachim Müller

Hans-Joachim Müller, Marktmanager SEW-Eurodrive 
in Bruchsal
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