Energieführung Robotrax mit Pull-Back-Unit

Nah am Arm

Fortschritt durch Rückzug: Pull-Back-Unit
Bei komplexen Bewegungsabläufen zeigen sich die Vorteile der immer dicht am Roboterarm geführten Energieführung. Es gibt kein Anschlagen und damit kaum Verschleiß.
Der aktive Rückholmechanismus für die 3-D-beweglichen Robotrax-Energieführungen von Kabelschlepp optimiert Prozessabläufe in Roboterzellen.

Überlängen können ganz schön ins Geld gehen. Das gilt nicht nur an der Kinokasse, sondern auch bei der Prozessautomatisierung mit Knickarmrobotern. Greift ein Roboter einmal nicht bis zu seiner maximalen Reichweite, kann es bei der Energieführung zu einer Überlänge kommen, die zu höherem Verschleiß an Führungsketten und Leitungen führt, wenn diese aufgrund der hohen Verfahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungskräfte häufig am Roboterarm anschlägt. Der Energieführungsspezialist Kabelschlepp hat mit der Pull-Back-Unit (PBU) einen aktiven Rückholmechanismus entwickelt, der diese Überlängen vermeidet und mit definierten Bewegungsabläufen deutlich höhere Standzeiten der Energieführung erzielt.

Rückholmechanismus im Kasten

In einem Anwendungsbeispiel übernehmen zwei Motoman-Roboter vom Typ HP20 das Handling von Halbfertigprodukten in der Aluminiumbearbeitung und führen unter engen Platzverhältnissen viele unterschiedliche und komplexe Bewegungsabläufe aus. Sie tun dies unermüdlich im Drei-Schicht-Betrieb rund um die Uhr und unter rauen Arbeitsbedingungen – bei reichlich Staub und feinen Aluminiumspänen. Hammerschmid Maschinenbau im österreichischen Bad Leonfelden hat die Anlage gemeinsam mit einer zweiten Roboterzelle geplant, konstruiert, gefertigt und montiert. Auch den Steuerungsaufbau, die gesamte Verkabelung sowie die SPS-Programmierung und Inbetriebnahme hat das Unternehmen durchgeführt. Ein rechteckiges, dunkelblaues Metallgehäuse auf der Oberseite der Roboterarme ist Teil des Energieführungssystems; in ihnen befindet sich die Pull-Back Unit für die Robotrax-Energieführung von Kabelschlepp, die bei den Robotern in der Bearbeitungszelle eingesetzt ist. Der Rückholmechanismus sorgt dafür, dass die Energieführung immer nah am Roboterarm verläuft – auch bei komplexen Bewegungsabläufen in der Zelle.

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Üblicherweise entspricht die Länge der Energieführung der maximalen Reichweite des Roboters. Greift der Roboter jedoch in seinem Bewegungsablauf kürzer, entsteht eine Überlänge, die aufgrund der hohen Verfahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungskräfte häufig am Roboterarm anschlägt. Das wirkt sich negativ auf die Lebensdauer der Kette und der darin geführten Leitungen aus. Es kann dazu kommen, dass die gesamte Anlage ausfällt – mit hohen Kosten für Stillstandzeiten und Reparaturen. Hier schafft Kabelschlepp mit der Pull-Back-Unit für seine dreidimensionale Energieführung Robotrax Abhilfe. Die Unit besteht aus einem stabilen, torsionssteifen Gehäuse für die einfache Montage am Roboterarm. Je nach Robotertyp werden die dazu erforderlichen Befestigungsbohrungen bei Kabelschlepp bereits werkseitig entsprechend der Vorgaben des Roboterherstellers angepasst. Im Inneren des Gehäuses zieht eine Traktionsvorrichtung die Überlänge der Energieführung bei entsprechenden Bewegungen des Roboterarms ein. Zur sicheren Leitungsführung im Gehäuse geht das Ende der 3-D-beweglichen Robotrax-Führung in eine kurze Kette aus der Uniflex Advanced-Serie über, die innerhalb des Gehäuses verfährt. Dieses Prinzip stellt sicher, dass sich die Länge der Energieführung durch entsprechendes Ein- und Ausrollen jederzeit flexibel an den Bewegungsablauf des Roboters anpasst und so immer direkt am Roboterarm geführt wird. Die Energieführungskette läuft damit stets kontrolliert geführt, und ein Anschlagen an den Roboter gibt es nicht mehr.

Entlastung für den Roboterarm

Die bis dato unvermeidlichen Überlängen der Energieführung, die bei schnellen Roboterbewegungen hin- und herschwingen und am Arm anschlagen, gehören damit der Vergangenheit an. Für den Roboterarm bedeutet dies in mehrerlei Hinsicht eine spürbare Entlastung: Zum einen werden besonders bei schweren Leitungspaketen und großen Beschleunigungen hohe Fliehkräfte vermieden, die die Gelenke und Antriebe des Roboters zusätzlich belasten würden. Das ermöglicht in der Praxis präzisere und schnellere Roboterbewegungen bei geringerem Verschleiß. Zum anderen reduziert sich durch die stets optimale Länge der Leitungen die Zusatzlast, die der Roboterarm bei seinen Bewegungen mittransportieren muss. Auch das schont Antrieb und Gelenke sowie die gesamte Energieführung und die darin verlegten Leitungen wesentlich.

Bei der Konstruktion der Pull-Back-Unit legten die Entwickler Wert auf eine robuste und ermüdungsarme Ausführung. Die Rückstellkraft lässt sich flexibel festlegen und so an die Art der verwendeten Leitungen, den Robotertyp und die spezifischen Bewegungsabläufe innerhalb der Anwendung anpassen. Innerhalb des Rückholsystems werden die Kabel definiert ohne Unterschreitung des Mindestbiegeradius geführt. Der Verschleiß der Energieführungen und Leitungen reduziert sich dank der definierten Bewegungsabläufe innerhalb und außerhalb der Rückführungseinheit und ermöglicht bis zu vierfach höhere Standzeiten. pb

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