Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Leistung und Zuverlässigkeit bei Scara-Robotern steigern

Unter die Haube geschaut

Derzeit entwickeln sich die Funktionen und die Leistung von Scara-Robotern weiter. Neue Designs ermöglichen es kleineren Robotern, größere Aufträge zu bewältigen und hohe Auslenkungsgeschwindigkeiten zu erreichen, um die Taktzeit gering zu halten. Diese und weitere Entwicklungen lassen sich durch einen Blick unter die Haube der heutigen Scara-Roboter genauer untersuchen.

Deckenmontierte Scara-Roboter verbinden hohe Geschwindigkeit mit Platzersparnis. (Bild: Yamaha Motor Europe N.V)

Deckenmontierte Scara-Roboter verbinden hohe Geschwindigkeit mit Platzersparnis. (Bild: Yamaha Motor Europe N.V)

Technische Neuerungen zur Verbesserung der Bewegungsregelung des Roboterkopfs tragen dazu bei, sowohl die Geschwindigkeit als auch die Positionsgenauigkeit von Scara-Robotern zu erhöhen. Pick&Place-Prozesse z.B. erfordern perfekt geregelte Z-Achsen (Hub) und R-Achsen (Rotation). Üblicherweise wird die Bewegung der Z-Achse über eine Gewindespindel realisiert, die vom Vertikal-Spindelmotor angetrieben wird, während die R-Achse über einen Riemen vom Drehwellenmotor gesteuert wird. Beide Riemenantriebe können durch Direktantriebe ersetzt werden, die Alterung und die Gefahr von Bruch oder Dehnung der Riemen ausschließen, was zu einer höheren Langzeitgenauigkeit und reduzierter Wartung führt. Yamaha hat einen direkten Kugelspindelantrieb für die riemenlose Z-Achsenregelung entwickelt und dabei ein kombiniertes System aus Hohlwellenmotor und koaxialem Untersetzungsgetriebe genutzt, das mehrere Vorteile für die R-Achsenbewegungssteuerung bietet. Neben dem präzisen und langlebigen riemenlosen Antrieb ermöglichen der Hohlwellenmotor und das Untersetzungsgetriebe höhere Drehzahlen der R-Achse bei hohen Nutzlasten mit großem Versatz. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen riemengetriebenen R-Achse, die beim Positionieren von Lasten mit großem Trägheitsmoment verzögern muss, kann der riemenlose Antrieb ein höheres Trägheitsmoment tolerieren, da die Roboterkopf-Drehachse direkt koaxial zum Untersetzungsgetriebe ist. Darüber hinaus trägt die Anpassung der Antriebsübersetzungen dazu bei, die schnellstmögliche Drehzahl und x-y-Bewegung im gesamten Arbeitsbereich der Maschine zu erreichen, was zu kürzeren Zykluszeiten führt. Das ist besonders wichtig für Prozesse, bei denen Objekte über große Entfernungen bewegt werden.

Reduzierter Platzbedarf

Die aktuelle Palette an Scara-Roboter mit riemenlosem Antrieb decken Größen bis ca. 1200mm Armlänge und ca. 50kg maximaler Nutzlast ab. Kleinere Modelle bis herab zu ca. 120mm und 1kg maximaler Nutzlast ermöglichen es dem Anwender, hochleistungsfähige, platzsparende Montagezellen zu konfigurieren, die nur eine geringe Aufstellfläche beanspruchen. Bei besonders beengten Platzverhältnissen können deckenmontierte Scara-Roboter jede beliebige Stelle innerhalb des Arbeitsbereichs erreichen, was den Platzbedarf des Prozesses reduziert. Bei (deckenmontierten) Orbital-Scara-Robotern ist die optimale Gewichtsverteilung der Schlüssel zu hohen Verfahrgeschwindigkeiten bei hoher Nutzlastfähigkeit. Yamaha verwendet leichte Materialien und nutzt eine angepasste interne Motorpositionierung, um eine Standardzykluszeit für das Bewegen einer 1kg Last (300mm horizontal und 25mm auf/ab) von 0,29s zu erreichen, was etwa 36 Prozent schneller ist als bei Vorgängermodellen. Die maximale Nutzlast liegt bei 5kg. Ein weiterer Vorteil, der sich aus einer besseren Balance und einer geringeren Trägheit ergibt, ist die Reduzierung der Belastung des Montagerahmens, der zur Aufnahme des Roboters installiert werden muss. Das ermöglicht ein leichtes, schlankes Design, das Kosten spart und die Installation im Werk erleichtert.

Verbesserte Anlagenverfügbarkeit

Die langfristige Positioniergenauigkeit und Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse kann durch den Ersatz optischer Drehgeber durch Magnetresolver zur Positionserfassung verbessert werden. Magnetresolver sind immun gegen Erschütterungen und elektrische Störungen, die optische Drehgeber beeinträchtigen können. Der Magnetresolver profitiert von einer einfachen Konstruktion mit nur wenigen elektronischen Bauteilen, die für mehr Zuverlässigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit sorgt. Darüber hinaus kann die konsequente Vereinfachung der Wartung einen wertvollen Beitrag zur Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit leisten. Die Gestaltung der Abdeckungen hinsichtlich einfacher Demontage ermöglicht es, notwendige Wartungen oder Reparaturen schnell durchzuführen. Darüber hinaus entfallen durch die Langzeitformulierungen der Schmierfette zeitaufwändige Demontagen und Schmierungen während der gesamten Lebensdauer des Geräts.

Leistung und Zuverlässigkeit bei Scara-Robotern steigern
Bild: Yamaha Motor Europe N.V


Empfehlungen der Redaktion

Das könnte Sie auch interessieren

Igus reagiert mit einem Knickarmroboter in IP44 auf die steigenden Anforderungen der Anwender im Lowcost-Bereich. Die neue Robolink-Kinematik richtet sich z.B. an Applikationen, bei denen die Emulsion von Fräsbauteilen abgespritzt oder pneumatisch weggeblasen werden muss. Weitere Einsatzmöglichkeiten sieht der Hersteller in der Getränke- und Lebensmittelindustrie, in Chemie und Pharma oder in der Tank- und Behälterreinigung.  ‣ weiterlesen

Anzeige

Bei der Simatic Robot Library für den Simatic Robot Integrator handelt es sich um eine neue Roboterbibliothek für das TIA (Totally Integrated Automation) Portal von Siemens, die die bisherigen, herstellerbezogenen Bibliotheken ablösen soll. ‣ weiterlesen

Anzeige

Mit dem 2FG7 hat OnRobot einen Greifer entwickelt, den Anwender auch im Reinraum problemlos nutzen können. Der elektrische Parallelgreifer ist IP67-zertifiziert und innerhalb weniger Minuten einsatzbereit. Er ist speziell dafür ausgelegt, anspruchsvolle Nutzlasten selbst bei beengten Platzverhältnissen zu handhaben, z.B. in der Maschinenbeschickung, Materialhandhabung und Montage.  ‣ weiterlesen

Anzeige

Mit dem Fingergreifer OFG hat Schmalz einen neuen Greifer im Programm, der formschlüssig und sanft zupackt. Sensible Lebensmittel wie Donuts, Schokoküsse oder Obst und Gemüse landen so sicher und intakt in ihrer Verpackung. ‣ weiterlesen

Bei Punktschweißrobotern in der Automobilindustrie ist eine möglichst genaue Überwachung und Regelung der Kühlwassermenge zu den einzelnen Schweißzangen gleich aus mehreren Gründen sinnvoll: Die Durchflussmenge wird immer dem Bedarf angepasst, nicht nur im normalen Betrieb, sondern auch im Teilsystembetrieb sowie bei Anlagenerweiterungen.‣ weiterlesen

Drag and Bot ergänzt sein No-Code-Roboter-Betriebssystem um einen mobilen Zeigestift zum gestengesteuerten Teach-in von 3D-Bahnkurven. Der MotionMate soll das Teachen eines Roboters intuitiver und schneller machen als bisher. ‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige