Spielfreie Getriebe für flexible Leichtbauroboter - Harmonic Drive AG

Ko n s t ruktion | Antriebstechnik

Spielfreie Getriebe für flexible

Leichtbauroboter

Zur Prozessoptimierung hat sich ein Unternehmen aus der Spritzgießindustrie für

einen flexiblen Leichtbauroboter entschieden. Durch die eingesetzten Wellgetriebe

steht dafür genug Drehmomentkapazität zur Verfügung. Ihre Eigenschaften

erlauben zudem eine direkte Zusammenarbeit zwischen Roboter und Menschen.

Henrik Vesterlund Sørensen und Dominik Kaiser

Ein Roboter, der an vier verschiedenen

Maschinen abwechselnd eingesetzt werden

kann und durch dessen Einsatz Fertigungsprozesse

optimiert werden – das ist

das richtige Produkt für kleine und mittlere

Unternehmen, die meist wenig Platz und

Geld für große Industrieroboter haben. Der

flexible Leichtbauroboter des dänischen Herstellers

Universal Robots benötigt nicht nur

wenig Platz, sondern lässt sich auch innerhalb

kürzester Zeit von einem Einsatzort an

einen anderen bringen.

Das Schweizer Unternehmen Profatec AG

setzt solch einen Roboter in der Kunststoffspritzerei

ein – und hat dabei nicht nur

den Zeitaufwand für das Bedienen seiner

Maschinen deutlich verringert, sondern auch

viel Spaß mit Kollege Roboter UR 5.

Getriebe sorgen für ausreichend

Drehmomentkapazität

Universal Robots baut in allen Roboterachsen

spielfreie Getriebe der Harmonic Drive

AG ein. Diese haben gleich mehrere Vorteile:

▶▶Die einstufige Untersetzung von 100:1

sorgt für ausreichend Drehmomentkapazität

an den Robotergelenken, ohne dass man zugleich

sehr starke und damit schwere Motoren

einsetzen muss.

▶▶Trotz der hohen Getriebeuntersetzung ist

die Geschwindigkeit am Abtrieb der Getriebe

noch schnell genug, um den Roboter sehr

dynamisch arbeiten zu lassen.

▶▶Die spielfreien Wellgetriebe von Harmonic

Drive arbeiten mit einem Nenndrehmoment

von mehr als 100 Nm bei weniger als

1 kg Eigengewicht.

In den Robotern von Universal Robots

kommen 4 verschiedene Baugrößen der Getriebe

zum Einsatz.

Der Grund für den Einsatz des Roboters

bei Profatec war die Prozessoptimierung. So

sollte eine mögliche Lösung zugleich drei

Anforderungen erfüllen: die Handarbeit so-

In den beiden Leichtbaurobotern UR 5 und UR 10 kommen Wellgetriebe von Harmonic Drive

zum Einsatz.

Bild: Harmonic Drive

Henrik Vesterlund Sørensen ist Area Sales Manager

bei der Universal Robots A/S in 5260 Odense (Dänemark),

Tel. (00 45-28) 49 89 85, hvs@universalrobots.com;

Dominik Kaiser ist Leiter Kommunikation

bei der Harmonic Drive AG in 65555 Limburg,

Tel. (0 64 31) 50 08-6 70, dominik.kaiser@harmonicdrive.de

64 MM MaschinenMarkt 39 2013

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Bild: Harmonic Drive

Bild: Profatec

Mit dem Leichtbauroboter UR 5 können auch kleinere und mittlere Unternehmen ihre Prozesse

optimieren und automatisieren.

In der Kunststoffspritzerei haben die Leichtbauroboter den Zeitaufwand für das Bedienen der

Maschinen deutlich verringert.

weit wie möglich ersetzen, auch außerhalb

der normalen Arbeitszeiten produzieren (also

autonomer werden) und sensible Teile

ohne Schaden auf ein Förderband legen.

Sechsarmige Knickarmroboter

auf vier Spritzgießmaschinen

Erste Überlegungen von Profatec drehten

sich um den Einsatz von Linearsystemen, wie

sie in vielen Werkshallen vorkommen. Allerdings

sind diese unflexibel, schwer und

benötigen viel Platz. Eine Lösung bot der

Leichtbauroboter UR 5 des dänischen Herstellers

Universal Robots. Denn im Gegensatz

zu den möglichen Alternativen im Bereich

des Linearhandlings passte der UR 5

genau zu den spezifischen Anforderungen

von Profatec.

Der sechsachsige Knickarmroboter mit

einem Eigengewicht von 18 kg, einem Arbeitsradius

von 850 mm und der Traglast von

bis zu 5 kg kommt bei Profatec auf vier verschiedenen

klassischen Spritzgießmaschinen

zum Einsatz. Dabei sitzt der Roboter jeweils

auf den Maschinen auf – das spart Platz und

ist zugleich praktisch. Mit anwendungsspezifischen

Greifern entnimmt der Roboter

Teile aus der Maschine. Auch um eine Nachbearbeitung,

beispielsweise um das Abtrennen

von Angüssen, kümmert er sich. Sind

verschiedene Teile in einer Maschine, nimmt

er diese gemeinsam heraus und legt sie einzeln

ab. Eine sortenreine Trennung ist so

garantiert und muss nun nicht mehr von

Hand gemacht werden.

Bei einer anderen Anwendung beweist der

Roboter, dass er die Teile abzählen kann:

Immer einhundert Teile werden sortiert und

vom Roboter auf einem getakteten Laufband

abgelegt. Auch das Umsetzen des Roboters

von einer Maschine auf eine andere funktioniert

ohne Probleme.

Aber nicht nur die vielfältige Funktionalität

überzeugte Profatec. Bei der gewählten

Automatisierungslösung war es wichtig, dass

der vorhandene Platz in der Produktionshalle

optimal genutzt wird. Ein weiterer Vorteil

des UR 5: Er darf, je nach Anwendung, ohne

Schutzzaun in nächster Nähe zum menschlichen

Kollegen arbeiten. Aufgrund dieser

Tatsache können auch kleine und mittlere

Unternehmen, die oft über begrenzte finanzielle

Budgets und wenig Freiraum in der

Produktion verfügen, den Roboter einsetzen.

Auf Schutzzäune und Sicherheitselektronik

kann je nach Anwendung verzichtet werden.

In jedem Fall ist vor Inbetriebnahme eine

intensive Risikoanalyse erforderlich.

Die gleichen Personen, die früher monotone

Arbeiten erledigen mussten, übernehmen

heute andere Aufgaben. Sie sind nun

zuständig für das Einrichten, Programmieren

und Handling des Roboters.

Bedienstunden reduzieren

und Fertigungszeit ausweiten

Für die Kunden von Universal Robots ist der

Roboter ein Gewinn, denn er ermöglicht

zusätzliche Autonomie in der Produktion.

Die Fertigung kann nun bis spät in die Nacht

laufen oder schon früher gestartet werden,

ohne dass sie personell besetzt sein muss.

Außerdem konnten die Bedienstunden deutlich

reduziert werden. Im Extremfall heißt

das: Bei einer Anwendung, die zuvor hundertprozentig

bedient wurde, kann jetzt eine

zehnstündige Geisterschicht gefahren werden.

In vielen anderen Fällen gilt, dass früher

alle zehn Minuten etwas bedient werden

musste, nun aber nur noch alle zwei Stunden.

Die Firma Profatec zeigt, dass Robotertechnologie

auch in kleinen Betrieben erfolgreich

eingesetzt werden kann. Universal

Robots hat sich vorgenommen, Robotik besonders

für solche Unternehmen erschwinglich

zu machen – deshalb sind die Roboter

UR 5 und UR 10 besonders benutzerfreundlich,

flexibel und kostengünstig.

Dank des sechsachsigen Leichtbauroboters

von Universal Robots konnte das Unternehmen

seine Prozesse optimieren – ohne

großen Aufwand und innerhalb kürzester

Zeit.

MM

66 MM MaschinenMarkt 39 2013