KEM Konstruktion 09.2022

ANTRIEBSTECHNIK » Lineartechnik
Lineartechnik von RK Rose+Krieger für kollaborierende Roboter
Cobots mit großem Aktionsradius
Kleine kollaborierende Roboter (Cobots) sind immer dann gefragt, wenn bei der Automatisierung
von Maschinen und Anlagen eine dauerhafte Zusammenarbeit von Menschen und Roboter
erforderlich ist. Sie können den Werker in vielerlei Hinsicht unterstützen. Die Bandbreite reicht
von einfachen Stand-alone-Lösungen für Materialanreichung und den Abtransport der
Fertigteile bis hin zu komplexen Automatisierungslösungen.
Bernd Klöpper, Marketingleiter RK Rose+Krieger GmbH, Minden
Kollaborierende Roboter heben schwere
Gegenstände oder übernehmen monotone,
einseitig belastende Aufgaben, wie
das wiederholgenaue Anreichen von Teilen.
Damit entlasten sie den Werker und schonen
seine Gesundheit. Auch für bahngesteuerte
Tätigkeiten, die ein Mensch entweder
nicht so präzise, dauerhaft oder
schnell und sicher ausführen kann wie eine
Maschine, bieten sie sich an. Dazu zählt
beispielsweise das Eindrehen besonders filigraner
Schrauben oder das Realisieren von
Niet- oder Klebeverbindungen. Zudem leisten
die kleinen Roboter wertvolle Dienste in
Zeiten des Fachkräftemangels; fehlt es
doch in vielen Bereichen an qualifizierten
Mitarbeitern. So sind z.B. erfahrene
Schweißer, die präzise Schweißverbindungen
herstellen können, nur noch schwer zu
finden. Für Cobots ist das kein Problem.
Lineareinheiten von RK
Rose+Krieger – für jede
Anwendung die passende
Achse – nicht nur für Cobots.
Bild: RK Rose+Krieger
Lineartechnik und Hubsäulen
für mehr Bewegungsspielraum
Damit ein kollaborierender Roboter erfolgreich
arbeiten kann, sollten vor der Anschaffung
einige grundlegende Fragen beantwortet
werden. Dazu zählt neben der eigentlichen
Aufgabenstellung auch die Frage
nach dem Aktionsradius und – daraus
resultierend – nach der erforderlichen Anzahl
der Antriebsachsen. Dabei lässt sich
der Bewegungsspielraum des Cobots auf
einfachstem Weg mithilfe von Linearachsen
und elektrischen Hubsäulen erreichen.
Wie komplex dabei Installation und steuerungstechnische
An- beziehungsweise Einbindung
in das Produktionsumfeld sein
werden, gibt die Aufgabe des Roboters vor.
Zudem muss neben der Sicherheit des
Cobots an sich auch die Sicherheit sämtlicher
Achsen im Sinne der Maschinenrichtlinie
2006/42/EG gewährleistet sein. Zu den
komplexeren Anwendungen von kollaborierenden
Robotern, die hohe Anforderungen
an zuverlässige Wiederholgenauigkeit und
dauerhafte Präzision stellen, zählen unter
anderem anspruchsvolle Schweißarbeiten.
Eine solche Cobot-Lösung mit großer
Reichweite in drei Dimensionen entwickelte
das Fraunhofer IEM in Paderborn mit Unterstützung
der RK Rose+Krieger GmbH aus
Minden. Bei der Konzeption eines robotergestützten
Handling- und Bearbeitungssystems
zum Schweißen zylindrischer Stahltanks
übernahm das Team des Fraunhofer
IEM Konzeption und Realisierung der Roboterapplikation
inklusive der Steuerungsund
Benutzerschnittstellen-Programmierung,
der Integration fortschrittlicher Regelungsansätze
und des elektrischen Aufbaus.
Die Mindener entwickelte die Lösung zur
IM ÜBERBLICK
Lineartechnik von
RK Rose+Krieger erweitert
den Bewegungsspielraum
von kollaborierenden
Robotern.
kugelförmigen Erweiterung des Arbeitsbereichs
des Schweiß-Cobots – das Raumportal
– auf Basis seines Profil- und Lineartechnik-Baukastens.
Raumportal erweitert
den Arbeitsbereich
Das Grundgerüst des Raumportals besteht
aus Blocan-Aluminiumprofilen unterschiedlicher
Baugrößen. Es kann auf zwei
parallel angeordneten, zahnriemengetriebenen
Linearachsen vom Typ RK DuoLine Z
80 Protect über eine Strecke von 1.500 mm
in der Horizontalen verfahren werden. Zwei
weitere, ebenfalls parallel verlaufende RK
DuoLine Z 80 Protect bilden die Z-Achse
des Raumportals. Sie bewegen eine Rollenführungs-Linearachse
vom Typ RK MonoLine
Z120 vertikal über 1.500 mm. An dieser
Linearachse ist der Cobot mit der Bearbeitungseinheit
montiert. Das Raumportal erweitert
den Arbeitsbereich des kollaborierenden
Roboters (Durchmesser max. 2.650
mm) um den ansonsten nicht erreichbaren
zylinderförmigen Bereich über- und unterhalb
seiner Basis. Damit kann er innerhalb
der gesamten Portalstruktur ohne jegliche
Einschränkung agieren.
Für das synchrone Verfahren aller Achsen
führten die Spezialisten des Fraunhofer IEM
die sechs Achsen des Industrieroboters mit
den drei Achsen des Raumportals in einer
Industriesteuerung zusammen. Für eine rei-
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