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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- 32 KEM Konstruktion » 09 | 2022
Bild: Fraunhofer IEM Eine vom Fraunhofer IEM entwickelte Industriesteuerung synchronisiert die sechs Bewegungsachsen des Roboters mit den drei Achsen des Raumportals. Bild: RK Rose+Krieger INFO Mehr Informationen zum Thema Lineartechnik von RK Rose+Krieger: hier.pro/2Q2IT bungslose Kommunikation zwischen Cobot und Raumportal sorgen dabei intelligente Sensoren und Algorithmen. Das Ergebnis sind synchronisierte Bewegungen von Portal und Roboter sowie die einfache Anpassung des Systems an sich ändernde Anwendungsszenarien ohne aufwendige Umbauund Rüstarbeiten. Optimierte Montage Bei „einfacheren“ Cobot-Lösungen steht häufig die Arbeitsplatzergonomie im Vordergrund. Auch in diesen Fällen lässt sich der Aktionsradius der kleinen Roboter mit Lineartechnik aus dem Produktprogramm der Lineartechnik-Spezialisten erweitern. So können sie mithilfe von Hubsäulen wie dem Powerlift Z elektrisch in der Höhe verstellt werden (Y-Achse). Linearachsen aus der RK- MonoLine- oder RK-DuoLine-Baureihe verfahren sie zusätzlich auf der X- und Z-Achse und erweitern so ihre Reichweite im Raum, etwa um mehrere Arbeits- oder Ablageplätze miteinander zu verknüpfen. Lineartechnik erweitert Aktionsradius von Cobots Ob einfache Handlingunterstützung oder komplexe Bauteilbearbeitungen – kollaborierende Roboter übernehmen zuverlässig schwere oder monotone Arbeiten, die einen Menschen auf Dauer zu stark belasten. Sie arbeiten präzise und wiederholgenau ohne zu ermüden und tragen damit zu einer Fehlervermeidung bei. Die intelligente Verknüpfung mit Lineartechnik erweitert ihren Aktionsradius um ein Vielfaches. (jg) www.rk-rose-krieger.com Bei dem von RK Rose+Krieger entwickelten Raumportal des robotergestützten Handling- und Bearbeitungssystems zum Schweißen zylindrischer Stahltanks können alle fünf Achsen und der Roboter zusammen synchronisiert verfahren werden. ANTRIEBE MIT INTEGRIERTEM SERVOREGLER | Hochdynamisch | Hohe Leistungsdichte | Functional Safety Halle 1 | Stand 340 KEM Konstruktion » 09 | 2022 33
