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01 Die Handhabungsroboter von HMS Mechatronik sind mit Robotrax-Energieführungen und passendem Zubehör ausgestattet

Mehr Bewegungsfreiheit für Industrieroboter

02 Der Anschlagschutz Protector verhindert, dass die Energieführungen am Roboterarm anschlagen und somit schneller verschleißen

03 Die sogenannte Pull-back-Unit bewirkt einen aktiven Rückholmechanismus, indem sie die Energieführung auf Spannung hält und so ein unerwünschtes Anschlagen an der Maschine verhindert

Industrieroboter sind aus vielen Industrieproduktionen kaum mehr wegzudenken. Ein Beispiel ist die Automobilindustrie – im Karosseriebau liegt der Automatisierungsgrad bei über 90 %. Dabei schreitet die Entwicklung immer weiter voran: Unternehmen wie die österreichische HMS Mechatronik GmbH arbeiten kontinuierlich an Innovationen. Dies umfasst auch Energieführungssysteme, zum Beispiel von Tsubaki Kabelschlepp. Sie ermöglichen unter anderem eine optimale Beweglichkeit der Roboterarme.

Die HMS Mechatronik GmbH beschäftigt sich seit rund 15 Jahren mit der Entwicklung und Produktion mechatronischer Systeme für die Automatisierungstechnik und die Robotik. Das Unternehmen ist Systempartner von Fanuc Robotics, einem der führenden Roboterhersteller weltweit. Gemeinsam bieten sie ihren Kunden ein breites Portfolio von Maschinen für alle Bereiche der Industrie. HMS Mechatronik hat sich dabei vor allem auf Industrieroboter für Schweißanwendungen und Handhabungsprozesse sowie auf Spezialanfertigungen für besondere Einsatzbereiche spezialisiert. Dabei übernimmt das Unternehmen die Rolle eines Systemintegrators mit Rundumservice von der Konzeption bis hin zur Implementierung und Wartung. „Als Systempartner von Fanuc Robotics kombinieren wir deren innovative Technik mit flexiblen, leistungsfähigen Einzelkomponenten zu einer schlüsselfertigen Gesamtlösung“, erklärt Manuel Ebner, Geschäftsführer der HMS Mechatronik.

Industrieroboter stellen hohe Anforderungen
Je nach Kunde und Anwendung optimiert das spezialisierte Unternehmen dabei die Fanuc-Roboter bezüglich Leistung und Funktionalität. Das reicht bis hin zu einzelnen Komponenten, wie den Energieführungssystemen. Seit vielen Jahren setzt HMS Mechatronik in diesem Bereich auf Produkte von Tsubaki Kabelschlepp. Zuletzt arbeitete man zusammen an einer optimalen – sprich effizienten und besonders flexiblen – Lösung für Handhabungsroboter. Diese übernehmen in Produktionsumgebungen zum Beispiel das Montieren, Stapeln und Verpacken von Komponenten. Zudem können sie Maschinen bestücken oder Teile entnehmen. Dabei bewegen sie teils schwere Lasten, müssen hochpräzise arbeiten und oftmals mit beengten Raumverhältnissen auskommen. Letzteres ist vor allem für die verbauten Energieführungen eine Herausforderung. So sollen sie zwar einerseits Leitungen und Kabel möglichst umfassend schützen, dabei aber andererseits möglichst wenig Raum einnehmen und den Roboterarm in seiner Bewegung nicht behindern. HMS Mechatronik stand zudem vor einem weiteren Problem: „Bei raschen Bewegungen des Roboters entstanden Fliehkräfte, die immer wieder Schlaufenbildungen bei den Kabellasten zur Folge hatten“, sagt Robert Ganglberger, Geschäftsführer von Kabelschlepp Österreich. Diese mussten jeweils von Hand behoben werden, was unnötig lange Ausfallzeiten der Maschine nach sich zog. Insofern lautete die Vorgabe an die Kabelspezialisten, solche Schlaufenbildungen künftig möglichst zu vermeiden. „Als oberstes Ziel galt es jedoch, die Energieführungen so platzsparend wie möglich zu gestalten“, so M. Ebner. „Jeder gewonnene Zentimeter Platz im vorderen Bereich eines Roboterarmes – also direkt vor der Schnittstelle zum Greifer – ist ein Vorteil“, informiert er.

Maximale Bewegungsfreiheit in alle Richtungen
Mit der Baureihe Robotrax konnte Tsubaki Kabelschlepp die geeignete Lösung für die gestellten Anforderungen bieten (Bild 1). Diese Energieführungen sind in erster Linie für die maximale Bewegungsfreiheit von Industrierobotern mit extrem hohen Zugkräften und Beschleunigungen konzipiert. Die Systeme bestehen aus einzelnen Gliedern, die aus Spezialkunststoff gefertigt sind und auf beiden Seiten mittels kugelförmiger Schnappverbindungen zusammengefügt werden. Dabei erfolgt die Kraftübertragung über ein Stahlseil in der Mitte der Kette. Dadurch entsteht eine Energieführungskette, die wie eine Wirbelsäule aufgebaut ist und sich für Schwenk- und Drehbewegungen auch in radialer Richtung eignet. Die Fixierung und Weiterführung des Robotrax an den Armen des Roboters erfolgt mit Schnellspannhaltern, die an jedes Kettenglied passen und über Schrauben befestigt werden.

„Die internen Krümmungsradius-Anschläge sorgen dafür, dass der minimale Krümmungsradius in keiner Richtung unterschritten wird“, informiert R. Ganglberger. „Robotrax erlaubt somit die flexible Energieführung der Kabelstränge auf engem, sich stetig in Bewegung befindlichem Raum in sämtlichen Schwenkungsarten.“ Für die Robotrax-Energieführungen ist weiteres Zubehör erhältlich, unter anderem der Anschlagschutz Protector (Bild 2). Auch er kommt bei den Handhabungsrobotern von HMS Mechatronik zum Einsatz. Der Hintergrund: Bei schnellen Bewegungsabläufen und großen Arbeitsräumen ist es möglich, dass die Energieführungen am Roboterarm anschlagen und somit schneller verschleißen. Mit dem Robotrax Protector lässt sich dieser Effekt vermeiden. Der Anschlagschutz ist für alle Baugrößen lieferbar und lässt sich an jedem gewünschten Kettenglied einfach montieren. Er schützt Energieführung und Leitungen und dient gleichzeitig als Begrenzung des kleinsten Krümmungsradius. Sobald an ihm Abnutzungserscheinungen auftreten, kann dieser ausgetauscht werden. Die Energieführung selbst bleibt somit intakt und Ausfälle werden von vornherein vermieden.

Rückholmechanismus verhindert Ausfallzeiten
Um den Schlaufenbildungen vorzubeugen, empfahlen die Kabelspezialisten zusätzlich die Verwendung einer sogenannten Pull-back-Unit (Bild 3). Diese bewirkt einen aktiven Rückholmechanismus, indem sie die Energieführung auf Spannung hält und so ein unerwünschtes Anschlagen an der Maschine verhindert. Sie wird am mittleren Gelenk des Roboterarms angebracht und ermöglicht somit gerade im wichtigen vorderen Bereich ausreichend Bewegungsspielraum. Sie ist in verschiedenen Modulgrößen erhältlich, die sich jeweils am maximalen Arbeitsradius orientieren. Bei einem kombinierten Einsatz von Protector und Pull-back- Unit lässt sich zudem die Lebensdauer von Energieführung und Leitungen erhöhen. „Die Kombination der Robotrax-Energieführung mit der Pull-back-Unit ist wirklich toll. Mit diesem System haben wir nicht nur die Bildung von Schlaufen bei der Energieführung in den Griff bekommen. Wir haben nun auch eine Energieführung, die sich ausgesprochen flexibel den Bewegungen anpasst“, sagt M. Ebner. „Ganz nebenbei konnte auch der Verschleiß der Energiekette reduziert werden“. (ih)

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Autor:
Werner Eul ist Product Manager Cable Carrier Systems bei der Tsubaki Kabelschlepp GmbH in Wenden-Gerlingen. w.eul@kabelschlepp.de