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Aktionsradius von Industrierobotern einfach und wirtschaftlich erweitern

Mit dem Roboter durch die Halle

In einer aktuellen Anwendung realisierte Rollon mit einer siebten Achse die lineare Positionierung des Roboters in einer Schweißzelle. Als Roboter kommt ein Kuka KR 16 arc HW (Hollow Wrist) zum Einsatz. Der Roboter hat ein Gewicht von 245kg und erreicht eine Nutzlast von 16kg. Die maximale Reichweite des Sechsachsroboters von 1.636mm wird durch die siebte Achse um einen Hub von 6m erweitert. Dadurch wird sein Arbeitsbereich sehr wirtschaftlich vergrößert. Auf der Achse wird der Roboter in dieser Anwendung mit einer Geschwindigkeit von 1m/s und einer Beschleunigung von 1m/s2 verfahren. Maximal sind Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 4m/s möglich. Die Wiederholgenauigkeit der Linearachsen liegt im Bereich der Wiederholgenauigkeit der Roboter, das heißt, Seventh Axis kann auch für die aktive Bearbeitung an großen Werkstücken eingesetzt werden. Dann sind die sechs Achsen des Roboters und die Linearachse simultan im Betrieb.

Wird er mit einer siebten Achse mobil gemacht, kann ein einzelner Roboter Palettieraufgaben an verschiedenen Stellen übernehmen. (Bild: Rollon GmbH)

Handhabung oder Bearbeitung

Bei der Konzeption des Achssystems muss klar zwischen Be- und Entladefunktionen und aktiver Werkstückbearbeitung, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen, unterschieden werden, um die Genauigkeits- und Steifigkeitsanforderungen genau prüfen und berücksichtigen zu können. Für den Einsatz unter rauen Umgebungsbedingungen können auch prismatische Linearführungen eingesetzt werden, die ohne Schmiersystem betrieben werden können. Für den Aufbau der siebten Achse griff Rollon auf ein System mit zwei parallelen Statyca-Portalprofilen (170x120mm) und einer schrägverzahnten, gehärteten und geschliffenen Präzisionszahnstange zurück. Die in den Profilen integrierten Nuten können dabei als einfache Montagemöglichkeit für externe Komponenten genutzt werden, seien es mechanische Bauteile oder elektrische, wie Sensoren. Hinzu kamen Rollenumlaufführungen in Baugröße 25, die als vormontierte Systemlösung mit Bodenplatten und Nivellierschrauben für die einfache Vor-Ort-Montage und Höhenjustage geliefert wurden. Der Kunde braucht so ein mit Energiekette und Getriebe geliefertes Achssystem dann nur noch mit dem Getriebeflansch an seinen Motor anzuschließen. Die maximale Wiederholgenauigkeit des Systems beträgt ±0,05mm. Die Kosten eines solchen Systems hängen natürlich wie immer vom Anwendungsfall ab. Grundsätzlich gilt aber: 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, die schnell mit bis zu 4m/s angefahren werden können. Das gesamte Konzept der siebten Achse bietet höhere Flexibilität als eine Roboter-OEM-Lösung und ist bei Robotern bis etwa 2.000kg Gesamtgewicht (Nutzlast + Eigengewicht) eine wirtschaftliche Alternative zur Stahlbauweise. Auch die Auslegung des Getriebes und des Servomotors gehört mit zur Rollon-Serviceleistung.

Aktionsradius von Industrierobotern einfach und wirtschaftlich erweitern
Mit einer Linearachse kann der Aktionsradius von Robotern sehr gut erweitert werden. (Bild: Rollon GmbH)


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