Berührungsloses High-Speed-Handling

Jetzt doppelt so schnell

Mit diesem Portal will Festo sämtliche Geschwindigkeitsrekorde für dynamische Montagevorgänge in der Photovoltaik brechen, bei denen kleine und leichte Massenartikel wie Wafer schnell und flexibel positioniert werden müssen.

Das kartesische High-Speed H-Portal für Photovoltaik-Anwendungen ist 30 Prozent schneller als jedes konventionelle kartesische Handling. (Foto: Festo)

Dieses Raum- beziehungsweise Flächenportal, das Festo vorstellt, deckt einen größeren Arbeitsraum in Rechteckform ab als Robotersysteme in Delta-Kinematik, die nur kreisrunde oder nierenförmige Arbeitsräume bearbeiten können. Nachteilig an vielen Delta-Robotern sind auch die hohen Kosten, die zu installierende Masse von rund 150 Kilogramm und der hohe notwendige Montageraum, verweist das Unternehmen aus Esslingen. Demgegenüber ist das High-Speed H-Portal bemerkenswert flach, hat einen niedrigen Schwerpunkt und ein einfacheres Gestell als schnelle Delta-Roboter. Das optimierte Beschleunigungs- und Abbremsverhalten ermöglicht eine Genauigkeit beim Saugen und Greifen von 0,1 Millimetern.

Die Geschwindigkeit von fünf Meter pro Sekunde und die Beschleunigung von 50 Meter pro Quadratsekunde erreicht das H-Portal über einen konstruktiven Kniff, den Festo verrät: Die beiden EGC-Zahnriemenachsen sind mit der Traverse über einen einzigen umlaufenden Zahnriemen um die Antriebswelle verbunden. Dieser wird von zwei Servomotoren EMMS angetrieben. Positiver Nebeneffekt: In der X/Y-Fläche mit ihren zwei Freiheitsgraden muss praktischerweise kein Motor mitbewegt werden. Reduzierte Massen ermöglichen schnelle und dynamische Bewegungen und führen zu weniger Verschleiß.

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Beinahe berührungsloses Greifen

Als Doppel-H-Portal lässt sich die Leistung jetzt skalieren: Durch die mechanische und steuerungstechnische Kombination zweier Portale ist es möglich, den Durchsatz auf bis zu 6.000 Wafer pro Stunde zu erhöhen. Der Bernoulli-Greifer nimmt Werkstücke, beispielsweise siliziumbasierte Wafer, berührungslos auf, indem am Bernoulli-Greifer selbst ein Überdruck angelegt wird. Gleichzeitig wird an der zu greifenden Fläche ein Unterdruck zum Ansaugen des Wafers erzeugt. Dadurch wird das Werkstück insgesamt an den Greifer gezogen, bis die Gewichtskraft, die Kraft des Staudrucks aus der Düse und die anziehende Kraft aus dem Beschleunigungsimpuls des Fluids im Gleichgewicht stehen. Es stellt sich dabei ein bestimmter Abstand (etwa 0,5 bis drei Millimeter) zwischen Greifer und Grifffläche des Bauteils ein, so dass das Objekt berührungslos gehalten wird.

Robotik für Systemlösungen

Basis dieses Handlings ist die Robotiksteuerung CMXR. Sie verbindet Mechanik sowie elektrische Antriebs- und Steuerungstechnik zu einer kompletten kinematischen Systemlösung und koordiniert die hochdynamischen Bewegungen im Raum. Die CMXR fungiert auch als Schnittstelle einerseits zu übergeordneten Steuerungen und andererseits zu den Motor-Controllern der Servo-Achsen und zu den Ventilinseln. Mehr noch: Die Steuerung ermöglicht die Einbindung von Bildverarbeitungssystemen, zum Beispiel das Kompaktkamerasystem SBO..-Q von Festo. Mit Hilfe des Kamerasystems und den möglichen Fördersystemen lassen sich auch Applikationen mit bewegten Objekten realisieren.

Fix und fertig zusammengebaut und geprüft erfolgt die Anlieferung der einbaufertigen Systemlösung direkt an die Maschine - vorab geprüft, mit allen Konstruktionsdaten und Schaltplänen sowie umfassender Funktions- und Festpreisgarantie. Anwender erhalten nicht nur Hardware in Form einer anschlussfertigen Baugruppe oder eines Subsystems, sondern ein komplettes Wertschöpfungspaket. Komplettlösungen entlasten das Fachpersonal, halten Konstruktionsaufwand gering, erleichtern den Beschaffungsprozess und senken die Prozesskosten, zählt der Anbieter auf.   pb

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