Automatisierung von Handling- und Transferlösungen
Leichte Scaras für lange Rohre
Die Handhabung von Rohren stellt im Herstellungsprozess eine große Herausforderung dar. Insbesondere, wenn sie bis zu vier Meter lang und die Räumlichkeiten begrenzt sind. Das Unternehmen RTT hat für eine solche Applikation die spezifisch passende Automatisierungslösung entwickelt – mit Antriebs- und Steuerungstechnik von SEW-Eurodrive.
Vier Scararoboter arbeiten an einer Achse. Sie entnehmen bis zu 4m lange Ablaufrohre aus der Trennmaschine und transportieren sie zur weiteren Verarbeitung und Ablage. (Bild: SEW Eurodrive GmbH & Co. KG)
Die Anforderungen eines Herstellers von Dachentwässerungsanlagen und Ablaufrohren waren komplex: Gesucht war eine automatisierte Handhabungslösung, die Standrohre nach dem Trennprozess aus der Schneidmaschine entnimmt, bündelt und weiter zur Ablage auf Paletten transportiert. Und das bei einer Rohrlänge von 250 bis 4.000mm und einem Gewicht bis 30kg. Ein besonderer Aspekt: Der Platz vor Ort ist sehr begrenzt.
An jedem Scara-Arm sind zwei Präzisions-Servomotoren mit Getrieben der SEW-Baureihe ZN.. verbaut – jeweils für den Oberarm und für den Unterarm. (Bild: SEW Eurodrive GmbH & Co KG)
Handling- und Transfereinheit mit vier Scararobotern
Dieser Herausforderung stellte sich der Sondermaschinenbauer RTT Robotertechnik-Transfer in Zittau. Die Firma entwickelte und fertigte eine Handling- und Transfereinheit mit vier Scararobotern. Die Roboter können auf einer Strecke von zwölf Metern verfahren – pro Seite jeweils zwei Roboter. Damit können die Greifarme entsprechend der Länge und der Geometrie der unterschiedlichen Artikel flexibel positioniert werden. Zentrale Elemente für die Scararoboter sind Präzisions-Servogetriebemotoren, Umrichter sowie die passgenaue Softwarelösung Movikit Robotics aus dem Automatisierungsbaukasten Movi-C von SEW-Eurodrive. Die Roboter sind an einer Führung unter dem Dach der Halle hängend gelagert, daher war das Gewicht der einzelnen Arme geringzuhalten. Aus diesem Grund sind die Ober- und Unterarme der Scara-Roboter in Leichtbauweise konstruiert. Am Lastaufnahmepunkt greift eine Vakuum-Saugplatte die Rohre und transportiert sie weiter zum Bündeln und Verpacken auf Paletten. „Bei dieser Anlage ist kein herkömmlicher Roboter einsetzbar“, betont Andreas Richter, Leiter des technischen Büros Dresden von SEW-Eurodrive. „Die Aufgabe erfordert eine spezielle Konstruktion mit spezifischer Kinematik. Wir kennen die Mathematik und haben hierfür die passenden Automatisierungsmodule.“
Bei der Anlage von RTT kam die Umrichterreihe Movidrive modular aus dem Automatisierungsbaukasten von SEW-Eurodrive zum Einsatz. (Bild: SEW Eurodrive GmbH & Co KG)
Getriebemotoren mit hoher Spielfreiheit
Je Roboterarm kommen drei Antriebe zum Einsatz. Ein Getriebemotor mit Servo-Kegelrad dient dem Vorschub entlang des Trägers. Die beiden anderen Antriebe sorgen für die Bewegung des Ober- und Unterarms. Hier kommen Servomotoren in Kombination mit Getrieben der ZN..-Baureihe von SEW-Eurodrive zum Einsatz. Zu den besonderen Eigenschaften dieser Baureihe gehören die Spielfreiheit und die Präzision bei sehr hohen Beschleunigungsmomenten. Die Torsions- und Kippsteifigkeit der Getriebe ermöglichen das exakte Positionieren und die schnelle Bewegung großer Lasten wiederholgenau sowie die Möglichkeit, hohe Drehmomente aufzunehmen. Die kompakte Bauweise der Antriebseinheiten ermöglicht zudem die Montage auch bei kleinem Bauraum. Die Motoren sind ab Werk lebensdauergeschmiert, einbaufertig und in zwölf Baugrößen verfügbar. Der Automatisierungsbaukasten Movi-C bietet mit seiner skalierbaren Umrichterplattform Movidrive ein Portfolio für Anwendungen von Drehzahlsteuerungen bis hin zu Servoantrieben mit Kinematik. Bei der Handlinganlage von RTT wurde die Baureihe Movidrive modular eingesetzt, ein flexibel konfigurierbares Mehrachssystem, das sich für diesen Einsatzbereich gut eignet. Movi-C bietet darüber hinaus den Vorteil, dass alle Komponenten zueinander passen – von der Engineering-Software über die Steuerungs- und Umrichtertechnik bis zu den Motoren.
Kundenindividuelle Entnahmekinematiken
Die Kinematik wurde während der Projektierungsphase komplett simuliert und die Antriebe anhand der Ergebnisse passend ausgelegt. Daher konnte die Anlage schnell in Betrieb genommen werden. Mit Movikit Robotics ließen sich die Kinematiken einfach und schnell parametrieren; mit wenigen Befehlen der SEW Robot Language waren die Bewegungsabläufe definiert. Während der Inbetriebnahme erfolgte die Bedienung über die Benutzeroberfläche RobotMonitor. Das Programm ist auf komplexe Funktionen und eine übersichtliche Bedienoberfläche ausgelegt. Darüber hinaus stellt es die Kinematiken dreidimensional dar und zeigt die gefahrenen Bahnen. Dieses Verfahren hat Zeit gespart und ermöglicht die flexible Anpassung im Fall von Neuerungen. Das Softwaremodul wird auf einem Movi-C-Controller progressive betrieben. Sämtliche Berechnungen der vier Kinematiken werden auf der leistungsstarken Steuerung durchgeführt. Ergebnis ist eine automatisierte Roboteranlage zur reibungslosen Verkettung der Trennmaschine mit der nachgelagerten Palettenablage.
Erfolgreicher Projektabschluss
Als Ergebnis können zwei Entnahmesysteme, beidseitig und unabhängig voneinander die Rohre aufnehmen und in den Arbeitsraum der jeweils anderen Kinematik eingreifen. RTT konnte die Anlage durch die Zusammenarbeit mit SEW-Eurodrive nach weniger als sechs Monaten Entwicklungs- und Konstruktionszeit ausliefern. Seit Sommer 2020 ist sie beim Hersteller von Dachentwässerungsanlagen im Einsatz und folgt dem schnellen Takt der Trennanlage, die den Takt der nachfolgenden Handling-Lösung bestimmt.
