Aufrufe
vor 1 Monat

DER KONSTRUKTEUR 5/2020

  • Text
  • Wirkungsgrad
  • Einsatz
  • Anwender
  • Cobots
  • Anforderungen
  • Hohen
  • Robotik
  • Anwendungen
  • Konstrukteur
  • Roboter
DER KONSTRUKTEUR 5/2020

ROBOTIK PERFEKTE

ROBOTIK PERFEKTE KOMBINATION SPECIAL Ein einfach zu bedienender Industrieroboter, der leistungsfähig und zugleich preiswert ist – mit dieser scheinbar einfachen Geschäftsidee sorgt ein Roboterhersteller für Bewegung am Robotik-Markt. Möglich wird das auch durch ein neuartiges Antriebskonzept des Roboters, das Viergelenkketten mit Planetengetrieben kombiniert. Die Fruitcore Robotics GmbH mit Sitz in Konstanz ist spezialisiert auf die Entwicklung, Herstellung und Vermarktung technisch herausragender und einfach zu bedienender Industrieroboter. Im Fokus steht dabei ein selbst entwickeltes System, das Unternehmen aller Größen die Automatisierung erleichtert. 2017 gegründet, beschäftigt die junge Firma inzwischen rund 50 Mitarbeiter, darunter hochspezialisierte Fachleute für Konstruktion, Elektronik sowie Softwareentwicklung. Das modulare Portfolio umfasst neben dem Industrieroboter Horst (der Name steht für Highly Optimized Robotic Systems Technology) und der intuitiv bedienbaren Software HorstFX auch passendes Zubehör wie Greifer und eine mobile Roboter Basis. Der Autor: Marcel Geurts, Produktmanagement, Neugart GmbH, Kippenheim 6-Achs-Industrieroboter mit einer Reichweite von 905 mm, einer Traglast von bis zu 5 kg und einer Wiederholgenauigkeit von ± 0,05 mm basiert auf einem für die Robotik völlig neuartigen Antriebskonzept mit Viergelenkketten. Durch den Verzicht auf sonst übliche, kostenintensive Well- oder Zykloidgetriebe bietet Horst damit ein optimales Verhältnis von Reichweite und Traglast zu einem vergleichsweise geringen Preis. GETRIEBE ALS ZENTRALE KOMPONENTE Viergelenkketten, auch Koppelgetriebe genannt, haben ein nicht lineares und somit positionsabhängiges Übersetzungsverhältnis. Was das konkret in Bezug auf einen Roboterarm bedeutet, erklärt Manuel Frey, Mitgründer und Entwicklungsleiter von Fruitcore Robotics: „Durch das hohe Übersetzungsverhältnis der Viergelenkkette bei ausgestrecktem Arm, fällt die Drehmomentspitze, die zur Beschleunigung dieses ausgestreckten Armes inklusive Last aufzubringen wäre, deutlich geringer aus als bei herkömmlichen Robotern.“ Der Vorteil besteht darin, dass dadurch kleinere Motoren eingesetzt werden können, was den Preis des Roboters reduziert. Allerdings zeigte sich im Laufe der Entwicklungsarbeit: Die Übersetzung der Viergelenkkette allein reicht nicht aus. Als Lösung werden deshalb noch zusätzliche Getriebe an den Achsen eingesetzt. Diese Kombination macht die Einzigartigkeit von Horst aus. Als perfekte Getriebeform für diese spezielle Anwendung erwiesen sich dabei einstufige Planetengetriebe. Um bei der hohen Dynamik der Roboterbewegungen das Optimum in Bezug auf Traglast und Reichweite sicherzustellen, muss der gesamte Antriebsstrang effizient ausgelegt sein. Das richtige Übersetzungsverhältnis dient hierbei als Grundlage und wird maßgeblich durch das Planetengetriebe 36 DER KONSTRUKTEUR 2020/05 www.derkonstrukteur.de

ROBOTIK bestimmt. „Ohne die Viergelenkketten hätten wir theoretisch zweistufige Getriebe einsetzen müssen, die wiederum ein höheres Verdrehspiel haben und somit für den Einsatz im Knickarm-Roboter nachteilig wären“, beschreibt Frey die wenig praktikable Alternative. HOHE PRÄZISION ZEICHNET SICH AUS Die Suche nach einem geeigneten Hersteller machten sich die Verantwortlichen bei Fruitcore Robotics nicht leicht, wie sich Frey erinnert: „Wir haben nach einem geeigneten Anbieter von Planetengetrieben gesucht, die exakt zu unserem System passen oder dementsprechend angepasst werden können – und die nicht zuletzt aus deutscher Fertigung stammen sollten.” Vor diesem Hintergrund fiel die Wahl auf den Getriebespezialisten Neugart im badischen Kippenheim. Das wichtigste Kriterium für Entwicklungsleiter Frey und seine Kollegen war eine hohe Präzision bzw. ein sehr geringes Verdrehspiel der Getriebe. Auch die Dauerfestigkeit der Getriebe ist durch den Betrieb im Nennbereich sichergestellt und eine hohe Lebensdauer des Roboters gewährleistet. Konkret kommen an den sechs Roboter-Achsen vier Neugart- Planetengetriebe in unterschiedlichen Baugrößen zum Einsatz. Diese sind besonders leicht, sehr leistungsstark und dank ihres WICHTIGSTES KRITERIUM WAR DIE HOHE PRÄZISION UND DAS GERINGE VERDREHSPIEL DER GETRIEBE reibungsarmen Lagerkonzepts und der optimierten Schmierung auch für anspruchsvolle, dynamische Lastzyklen geeignet. Neben den Produkteigenschaften sprach für Neugart nicht zuletzt auch die reibungslose Zusammenarbeit: „Die Implementierung der Getriebe lief absolut problemlos“, bestätigt Manuel Frey. „Neugart hat während der Entwicklungsphase immer schnell auf unsere Anpassungswünsche reagiert. Zudem waren alle von Neugart von Anfang an zur Verfügung gestellten Daten und Informationen – im Katalog und in den Konfigurationstools TDF oder NCP – sehr hilfreich und so Die Planetengetriebe sind besonders leicht, leistungsstark und dank ihres reibungsarmen Lagerkonzepts auch für anspruchsvolle, dynamische Lastzyklen geeignet umfangreich, dass wir gleich starten konnten. Natürlich gab es die eine oder andere technische Fragestellung, die aber in enger gegen seitiger Abstimmung immer schnell und einfach geklärt wurde.“ WEITERE ROBOTER IN PLANUNG Der von Fruitcore Robotics entwickelte Industrieroboter Horst bietet ein herausragendes Preis-Leistungs-Verhältnis. Die Voraussetzung dafür schafft die bisher in der Robotik noch nicht genutzte Kombination aus Viergelenkketten und Planetengetrieben. Für Neugart als Lieferant sprachen dabei zum einen die Qualität der in Deutschland gefertigten Planetengetriebe. Zum anderen ist der Hersteller mit seinem großen Portfolio schon auf künftige Anforderungen vorbereitet: „Es soll weitere Robotergrößen geben“, blickt Manuel Frey voraus. „Durch die große Auswahl an Getriebemodellen steht diesem Plan – und einer weiteren erfolgreichen Zusammenarbeit mit Neugart – nichts im Weg.“ Bilder: Neugart GmbH www.neugart.com KABEL MACHEN ROBOTER FIT FÜR GLEICHSTROM Lapp stellt erstmals eine Roboterleitung vor, die sich explizit für den Einsatz mit Gleichstrom eignet. Die Anschlussleitung Ölflex DC Robot 900 zeichnet sich vor allem durch ihre Torsions- und Biegefähigkeit aus. Sichtbarer Unterschied zu herkömmlichen Ölflex-Leitungen ist die andere Farbcodierung der Adern: rot, weiß und grün-gelb, entsprechend der Norm DIN EN 60445 (VDE 0197):2018-02 für DC-Leitungen. Nicht weniger wichtig sind die verwendeten Materialien: Die Isolation der Adern besteht aus TPE, der Mantel aus PUR. Damit ist die Leitung halogenfrei und geeignet für Orte, wo sich Menschen aufhalten, denn im Fall eines Brands entweichen dem Kunststoff keine ätzenden Dämpfe. Außerdem ist das Material UV- und witterungsbeständig, wasserbeständig und kälteflexibel. Leitungen wie die Ölflex DC Robot 900 sind ein wichtiger Baustein für die künftige Gleichstrom-Infrastruktur in Fabriken. Ohne das bisher notwendige hin und her Wandeln zwischen Gleich- und Wechselstrom lassen sich enorme Mengen Energie sparen. Energieexperten plädieren deshalb für den Bau von Gleichstromnetzen. Die Industrie hat bereits damit begonnen, Fertigungszellen damit auszurüsten. Eine Umstellung auf Gleichstrom (DC) in der Industrie könnte 20 % und mehr Energie einsparen. Noch sind etliche technische Herausforderungen zu meistern, bis eine Infrastruktur aus Gleichstrom Realität werden kann. www.lappkabel.de www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2020/05 37

AUSGABE