antriebstechnik 12/2021

KUPPLUNGEN UND BREMSEN
TITEL
Zugegeben, ein Roboterarm, der zu Hause beim Ein- bzw.
Ausräumen der Spülmaschine unterstützt, klingt im ersten
Moment nach Zukunftsmusik und Luxus. Aber im
Bereich der Altenpflege bspw., wo nicht erst seit Corona
Personalmangel herrscht, können Roboter – ungeachtet der
ethischen Debatte – künftig sinnvolle Unterstützung leisten. So
können sie Pfleger und Pflegerinnen z. B. beim Heben und Lagern
der Bewohner und Bewohnerinnen entlasten. Und nicht
nur in Pflegeeinrichtungen, auch in den eigenen vier Wänden
wird eine zunehmend älter werdende Bevölkerung in Zukunft
vielleicht auf zusätzliche Hilfe durch Maschinen angewiesen
sein. Doch egal ob im Alltag der Zukunft oder heute schon in den
Fertigungshallen der Industrie – dort, wo die Zusammenarbeit
von Mensch und Roboter enger wird, steigt das Gefährdungspotenzial.
Fällt z. B. während eines Arbeitsvorgangs der Strom aus,
muss der Roboterarm, der den Arbeitsschritt vornimmt, sofort
exakt gehalten werden, damit Personen in der Nähe keinen
Schaden nehmen. Deshalb ist es wichtig, bereits in der Konstruktionsphase
ein unbeabsichtigtes Absinken der Last sowie
unzulässig lange Anhaltewege dauerhaft auszuschließen. Entscheidend
dabei sind die richtige Auswahl der Sicherheitsbremsen
sowie deren korrekte Integration in das Gesamtsystem.
SICHERHEIT DURCH FAIL-SAFE-PRINZIP
Für Servomotoren sind Sicherheitsbremsen nach dem Fail-Safe-
Prinzip die erste Wahl. Denn diese Bremsen sind im energielosen
Zustand geschlossen. Sie bringen das geforderte Bremsmoment
also auch bei Not-Stopp, Stromausfall oder bei einer z. B. durch
Kabelbruch verursachten Unterbrechung der Energieversorgung.
Damit die Sicherheitsbremsen auch in Not-Stopp-Situationen
ausreichend Reibarbeit leisten und Bewegungen mit definiertem
Bremsmoment abbremsen, ist ein dafür entwickelter Reibbelag
mit dazugehöriger Stahlgegenreibfläche erforderlich. Während
dies bei Federdruckbremsen üblich ist, stoßen Permanentmagnetbremsen
mit ihren Stahl-auf-Stahl-Reibkombinationen hier
hingegen an ihre tribologischen Grenzen.
Mit der Roba-Servostop Baureihe hat Mayr Antriebstechnik
Federdruckbremsen für Servomotoren entwickelt, die speziell
an die hohen Anforderungen der Robotik angepasst sind. Das
Unternehmen kann dabei auf über 20 Jahre Erfahrung aus der
Zusammenarbeit mit renommierten Forschungseinrichtungen
zurückgreifen. „Unsere Leichtbaubremsen bewähren sich heute
in unzähligen Robotik-Applikationen weltweit“, erklärt Bernd
Kees, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten.
Der Standardbaukasten schafft dabei ein hohes Maß an Flexibilität
für die verschiedenen Einbausituationen. Anwender
profitieren vom schnellen Überblick über die verschiedenen Lösungen.
„Gerade bei Servomotoren spielt die Baulänge häufig
eine wichtige Rolle“, beschreibt Bernd Kees die Anforderungen
an die Bremsen. „Das bedeutet, schlanke Bremsen sind hier von
Vorteil.“ Im Bereich der Leichtbauroboter kommt es zudem auf
das Gewicht der Bremsen an. Roboter, die für die verschiedenen
Arbeitsschritte oftmals wechselnde Positionen einnehmen, erreichen
mit leichten Bremsen eine höhere Dynamik, schließlich
müssen sie die Bremsen auch mitbewegen. Für diesen Einsatzbereich
bieten sich leichtbauende Bremsen in Hohlwellen-Ausführung
an, die speziell für die Integration in das Robotergelenk
konzipiert sind.
Im Motor werden Servobremsen bevorzugt im A-Lagerschild eingebaut,
weil hier das Festlager sitzt und Temperaturdehnungen
die Bremse nicht gravierend beeinflussen können. Bremsen von
DIE INTELLIGENTE ANSTEUERUNG
DER BREMSEN MITTELS
GLEICHRICHTER BIETET GROSSES
ENERGIESPARPOTENZIAL.
BERND KEES, PRODUKTMANAGER BEI
MAYR ANTRIEBSTECHNIK
Mayr Antriebstechnik können aber ohne Einschränkung auch in
der B-Lagerseite des Motors integriert werden. Denn Temperaturdehnungen
und Lagerspiel haben hier keinen negativen Einfluss
auf die Funktion und Zuverlässigkeit der Bremsen. Alternativ
können Anwender auch auf Anbaubremsen zurückgreifen, die
modular an den Motor angefügt werden.
Die Roba-Servostop Bremsen sind nicht nur sehr leicht, sondern
auch im magnetischen Aktuieren extrem schnell. Gleichzeitig
sind sie leistungsdicht und verschleißfest. Die Bremsen
überzeugen zudem durch eine hohe zulässige Reibarbeit bei
dynamischen Bremsungen. „Daneben sind die Roba-Servostop
Bremsen so ausgelegt, dass der Bauraum optimal ausgenutzt und
möglichst viel Energie eingespart wird“, erläutert Bernd Kees.
„Ein weitaus größeres Einsparpotenzial bietet sich aber im Betrieb
durch die intelligente Ansteuerung der Bremsen mit einem
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