Produktbelastung reduzieren
Häufig stellt die Querkraft bzw. das Drehmoment am Greifer infolge Produktbewegung die limitierende Größe beim Pick&Place dar. Diese Kenngrößen zu reduzieren, bildet einen Schlüssel zur Leistungserhöhung oder Reduktion der Roboteranzahl in einer Maschine. Hier gibt es grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten:
- • Die TCP-Beschleunigungen dediziert am Produkt reduzieren bzw. die Bewegung besser gestalten,
- • eine Vermeidung von Querkräften durch Richtungsänderung der Beschleunigung auf das Produkt oder
- • die Kombination dieser beiden Methoden.
Die direkte Reduktion der Beschleunigungen am Greifer stellt ein klassisches Hilfsmittel dar, das mehr oder minder wirkungsvoll in den jeweiligen Steuerungssystemen umgesetzt werden kann. Hierdurch wird die Querbeschleunigung in Grenzen gehalten und somit die Fahrt mit Produkt ermöglicht, wenn auch die erreichbare Beschleunigungsreduktion immer zu Lasten einer hohen Taktzahl geht. Das (fast) vollständige Vermeiden von Querkräften wird bei einer Flasche z.B. durch eine Auslenkung erreicht. Hierzu wird die Flasche über ein zusätzliches Gelenk am Greifer befestigt und weicht wie ein Pendel der Querbelastung natürlich aus. Die übrig bleibenden Längskräfte können von den meisten Greifern wesentlich einfacher aufgenommen werden. Diese Schwenkbewegung kann auf zwei Wegen realisiert werden: Zum einen aktiv durch einen z.B. positionsregelnden Antrieb und zum anderen passiv durch das Gelenk selbst, welches zusammen mit der Flasche, Greifer und Drehgelenk das Pendel bildet. Wichtig ist jedoch, dass auch der Motor die Pendelbewegung nachahmen muss, da sonst wiederum Querkräfte entstehen.
Möglichst geringe Querkraft
Die Pendelbewegung ist das Optimum aus Sicht einer möglichst geringen Querkraft. Dieser Effekt kann jedoch gerade bei langen Pendellängen nur begrenzt für schnelles Pick&Place genutzt werden, da die Pendel zu langsam schwingen und damit der Roboter zu große Ausgleichsbewegungen realisieren muss. Zumeist können hiermit nur geringe bis mittlere Taktzahlen erreicht werden. Damit bietet zwar das Pendel die geringste Querkraft auf das Produkt und die Beschleunigungsbegrenzung kann die Querkraft limitieren, aber eine schnelle Pick&Place-Applikation kann mit beiden Mitteln nur schwer umgesetzt werden. Ein Weg aus diesem schwierigen Situation ist das Aufbringen einer definierten Rückstellkraft, z.B. durch eine Feder oder wiederum durch einen zusätzlichen Antrieb im Gelenk des schwenkbaren Greifers.
Robotersystem R3 light mit einem Quadro-Pick-Werkzeug (Bild: Revobotik GmbH)
