INDUSTRIELLE AUTOMATION 6/2021

Das robotergestützte

Das robotergestützte Bearbeitungssystem kommt im Apparatebau zum Schweißen zylindrischer Stahltanks zum Einsatz IN DREI DIMENSIONEN WIE SIE MITHILFE VON LINEARTECHNIK DIE REICHWEITE IHRES COBOTS ERHÖHEN Kollaborierende Roboter spielen in der intelligenten Automatisierung von Systemen und Anlagen im Maschinenbau eine große Rolle. Dabei liegt der Fokus auf Wiederholgenauigkeit und Präzision. Nachteil der Leichtgewichte ist allerdings ihr geringer Aktionsradius. Eine Lösung zur Reichweitenerhöhung sind zahnriemengeführte Lineareinheiten. Das Fraunhofer IEM und der Mindener Spezialist für Linear-, Verbindungs- und Profilmontage-Technik RK Rose+Krieger entwickelten gemeinsam ein robotergestütztes Handling- und Bearbeitungssystem auf Basis eines Cobots mit großer Reichweite in drei Dimensionen. Dabei übernahm das Team des Fraunhofer IEM Konzeption und Realisierung der Roboterapplikation inklusive der Steuerungs- und Benutzerschnittstellen-Programmierung, der Integration fortschrittlicher Regelungsansätze und des elektrischen Aufbaus. RK Rose+Krieger entwickelte die Lösung zur Erweiterung des Arbeitsbereichs des Cobots – das Raumportal. DREI ZUSÄTZLICHE BEWEGUNGSACHSEN Die Komponenten des Raumportals stammen sämtlich aus dem Profil- und Lineartechnik-Baukasten der Mindener. So bilden Blocan-Aluminiumprofile unterschiedlicher Baugrößen das Grundgerüst, das 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 kann. 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 UR-Cobot mit der Bearbeitungseinheit montiert. Mit den drei Achsen erweitert das Raumportal den kugelförmigen Arbeitsbereich des Roboters (Durchmesser max. 2650 mm) um den ansonsten nicht erreichbaren zylinderförmigen Bereich über- und unterhalb seiner Basis. Damit kann der Cobot innerhalb der gesamten Portalstruktur ohne Einschränkung agieren. Die Baugröße von Portal und Achsen lässt sich individuell an die Größe des Cobots und die Anwendung anpassen. 48 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2021/06 www.industrielle-automation.net

STEUERN UND ANTREIBEN AUTOMATISIERUNGSTECHNIK ERFORSCHEN Damit Cobots und Roboter in der Produktion möglichst effizient und genau agieren können, muss an vielen Stellschrauben gedreht werden. Welche das sind, erforscht das Fraunhofer IEM im Auftrag seiner Kunden: Im hauseigenen Robotics Lab, das Anfang 2019 in Paderborn seine Arbeit aufnahm, lassen sich Anwendungen demonstrieren, konzipieren und testen. Die moderne Entwicklungs- und Transferinfrastruktur für die Analyse und prototypische Umsetzung innovativer Ideen, Produkte und Produktionssysteme bietet vielseitige Möglichkeiten die Digitalisierung der Automatisierungstechnik live zu erleben. RK Rose+Krieger und Fraunhofer IEM haben damit eine Laborumgebung geschaffen, in der Kunden ihre Applikationen zunächst prototypisch umsetzen können, bevor sie in eigene teure Hardware investieren. ALLE ACHSEN IN EINER INDUSTRIESTEUERUNG 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. Intelligente Sensoren und Algorithmen gewährleisten die reibungslose Kommunikation zwischen Cobot und Raumportal. Das Ergebnis sind synchronisierte Bewegungen von Portal und Cobot sowie die einfache Anpassung des Systems an sich ändernde Anwendungsszenarien ohne aufwendige Umbauund Rüstarbeiten. Abweichungen der Bauteile werden zudem von der ursprünglichen CAD-Konstruktion etwa aufgrund von Materialschwankungen oder Schweißverzug während des Prozesses sensorbasiert kompensiert. Zusätzliche positive Nebeneffekte ergeben sich aus den im Vergleich zu herkömmlichen Industrierobotern geringeren Kosten und aus der Steifigkeit des Raumportals, die für eine hohe Präzision sorgen soll. EIN COBOT MIT RAUMPORTAL RECHNET SICH BEREITS BEI KLEINEN STÜCKZAHLEN UND IST IDEAL FÜR DIE FLEXIBLE FERTIGUNG GEEIGNET. Jörg Bargheer, Produktmanager Lineartechnik, RK Rose+Krieger, Minden PRÄZISES SCHWEISSEN ÜBER LANGEN ZEITRAUM Da der Fachkräftemangel auch den Schweißer-Nachwuchs trifft, nutzt ein Anwender aus dem Behälterbau das robotergestützte Handling- und Bearbeitungssystem zum Schweißen zylindrischer Stahltanks. „Beim Verschweißen der Tanks ist hochpräzises Arbeiten über einen langen Zeitraum gefordert. Denn die Schweißnaht, die den Zylinder mit der Basisplatte verbindet, ist „Automation macht Spaß, wenn die Steuerung nach meiner Pfeife tanzt.“ Friederike, Taktgeberin Unsere neue Automatisierungslösung i³ Control kann begeistern, denn noch nie waren Ihre Pläne so vielseitig und einfach zu realisieren. Premiere auf der SPS Nürnberg, 23. bis 25. November, Halle 7, Stand 340 www.yaskawa.eu.com Eine flexible Steuerungsplattform, die offen für den Feldbus der Wahl ist und sich flexibel auf Ihre Arbeitsweise einstellt. Eine Bibliothek mit Funktionsbausteinen, auf die man sich verlassen kann, wenn es mal wieder schnell gehen muss. Das und noch viel mehr ist i³ CONTROL - as individual as your needs.