Manipulator MP-100

Gut geführt

Kugelschienenführungen unterstützen Leichtbau
Die neuen Führungen erobern Einsatzgebiete auch außerhalb des klassischen Maschinenbaus, beispielsweise in High-end-Küchen.
Für einfache Positionier- oder Handlingaufgaben galten Kugelschienenführungen bislang als technisch unumgänglich, oft aber hinsichtlich der Leistung überdimensioniert. Rexroth hat Hybridtechnologie in anwendungstypischer Präzision für die Lineartechnik entwickelt. Ein Sondermaschinenhersteller setzt sie bei manuell geführten Portalhandlinggeräten ein.

Autec Maschinen- und Vorrichtungsbau hat sich auf die Automation von Handhabungsaufgaben spezialisiert. Im sauerländischen Arnsberg entwickelt und produziert die Firma vor allem schlüsselfertige Sonderlösungen bei Handlinggeräten, automatischen Linien- und Flächenportalrobotern, Beschickungsautomaten und Montagevorrichtungen. Mit der neuen Serie von Manipulatoren MP-100 stellt die Firma manuell geführte Handlinggeräte für flexible Be- und Entladungsvorgänge vor. Die Grundkonstruktion ist dabei auf konkrete Aufgaben variabel und schnell anpassbar. Bei dem neuen Manipulator haben die Arnsberger konsequent auf Leichtbau gesetzt und das Gewicht einzelner Bauteile reduziert. Damit sind die Massenträgheiten verringert, die bei manuell bewegten Handlingsystemen schnell zum Überfahren der Zielpositionen führen und die der Bediener schließlich mit Körperkraft abfangen muss. Die zu bewegenden Achsen und Baugruppen basieren auf stabilen, aber leichten Aluminium-Nutprofilen. Bei allen drei Achsen entschied sich die Arnsberger Firma für Kugelschienenführungen der eLine-Familie von Rexroth. Verschiedene Werkstoffe sind hier kombiniert: Führungsschienen und Führungswagen bestehen aus einer Aluminium-Knetlegierung. Lediglich die besonders beanspruchten Kugellaufbahnen und Kugeln sind aus gehärtetem Wälzlagerstahl gefertigt. Eloxierte Aluminiumgrundkörper sorgen für eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit.

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Die Führungen sind 60 Prozent leichter als konventionelle Kugelschienenführungen aus massivem Stahl; der gesamte Manipulator hat dadurch insgesamt 20 bis 25 Prozent weniger Gewicht. Das ergibt eine bessere Ergonomie für den Bediener, weil er mit weniger Kraftaufwand genauer positionieren kann. Der Prototyp kommt beim Beladen von Europaletten mit 40 Kilogramm schweren Regalboden-Paketen in den Abmessungen 1.000 mal 800 mal 300 Millimeter zum Einsatz. Das Grundgestell des Manipulators, der auch mit Rollen als mobiles Portal oder hängend für die Deckenmontage erhältlich ist, trägt die Verfahrbrücke auf zwei je 3.500 Millimeter langen X-Achsen. In der Y-Achse beträgt der maximale Hub 2.000 Millimeter. An der Verfahrbrücke hat der Hersteller aus Arnsberg eine starre, kugelgelagert drehbare Vertikalachse mit einer Vakuum-Schwenkgreifereinheit angebaut. Ein leichter Elektrokettenzug übernimmt die Vertikalbewegung der Vakuum-Schwenkgreifereinheit. Die Aluminium-Führungswagen laufen auf zwei Kugelreihen. Die bei Auslieferung erstbefetteten Führungswagen sind für eine Mindestlaufleistung von 4.000 Kilometer bis zum ersten Nachschmierintervall ausgelegt; bei der Verwendung von Dicht-Schmiereinheiten erreichen die Führungen unter Betriebslast Laufleistungen von 12.500 Kilometer ohne Nachschmieren.

Bei den elektrisch angetriebenen Portalrobotern setzt die Firma im Sauerland auf Standard-Kugelschienenführungen und Pneumatik aus Lohr. Die Führungswagen der neuen Linie nehmen die Belastungen mit hohen Tragzahlen in alle vier Richtungen gleichmäßig auf. Das bringt besonders bei außermittigen Belastungen – oder wenn der Bediener in die Randbereiche des Handlingraums fährt – deutliche Vorteile. Denn in diesen Situationen entstehen erhebliche Zug- und Schubkräfte auf der jeweils nicht belasteten Seite, und die Achsen würden sich bei frei hängenden Rollenführungen anheben oder schiefstellen. Die neuen Kugelschienenführungen indes nehmen auch die Zug- und Schubkräfte für den Bediener auf, und die Verfahrbrücke bleibt beim Anfahren von Randbereichen verwindungsfrei und verkantet nicht. Alle durch die aufgenommene Last entstehenden Momente werden allein von den Kugelschienenführungen aufgenommen, der Bediener muss nicht entgegenwirken. Das Ergebnis: lastunabhängig weniger menschlicher Kraftaufwand. Außerdem reduzieren die Linearführungen den Verschleiß und verlängern durch ihre hohen Tragzahlen die Lebensdauer der Automation. Der Aluminiumkörper gleicht kleine Unebenheiten aus und stellt deshalb geringere Anforderungen an den Unterbau. Die in den Baugrößen 15, 20 und 25 angebotenen Schienen liefert der Hersteller millimetergenau abgelängt bis 4.000 Millimeter in einem Stück und hält dabei standardisierte und etablierte Anschlussmaße ein. Er bietet die Führungen sowohl in der Genauigkeitsklasse N (der Anwender kann zwischen den zwei Vorspannungsklassen „spielfrei“ sowie „nicht vorgespannt“ wählen) als auch in der neuen Genauigkeitsklasse E an (die Führungswagen sind nicht vorgespannt). Das System ist inzwischen durch weitere Komponenten der linearen Bewegungstechnologie ergänzt und ausgebaut worden. pb

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