Große Leistung, kleiner Bauraum

Die Autorin: Julia Schneiders, Marketing & Sales Precision Bearings, Rodriguez

Im Rahmen der zunehmenden Automatisierung von Produktionsprozessen übernehmen Roboter immer neue Aufgaben – z. B. das Laserschneiden von Kunststoffbauteilen, die Clipsmontage in Kunststoffbauteile oder den automatischen Klebebandauftrag. Auf diese Kernaufgabenstellungen hat sich Robot-Technology spezialisiert, ein Lösungspartner rund um die robotergestützte Automatisierungstechnik im Bereich der Kunststoff- und der Metallindustrie. Ein Beispiel für die Lösungskompetenz des Unternehmens mit Sitz im unterfränkischen Kleinostheim ist der Laserschneidroboter der Robocut-Baureihe. Als Basis wird ein ABB-Roboter vom Typ IRB 4400 verwendet, auf den die patentierte Laserachse aufgebaut ist. Der Laserroboter lässt sich mit unterschiedlichen Laserleistungen von 100 bis 1000 W ausrüsten und ist somit für zahlreiche individuelle Aufgabenstellungen bestens geeignet.

Der Haupteinsatzbereich des Laserroboters liegt im Beschnitt von Kunststoffverkleidungsteilen von Automobilen, wie z. B. Säulenverkleidungen, Türmodulen, Kofferraumverkleidungen und Außenverkleidungsteilen. Hierbei können fast alle Kunststoffe, darunter PP, PE, ABS-PC, Plexiglas, TPO-Folien sowie jegliche Textilien mit bester Schneidqualität und hoher Geschwindigkeit beschnitten werden. Auch Materialkombinationen sind für die Bearbeitung mit dem Laserroboter bestens geeignet. Im Metallbereich lassen sich Stahlbleche bis 3 mm und Edelstahlbauteile bis 2 mm wirtschaftlich bearbeiten. „Die große Flexibilität des Laserroboters ermöglicht unseren Kunden ganz neue Möglichkeiten bei der Teilebearbeitung“, betont Stefan Maier, Geschäftsführer von Robot-Technology.

Flexibel müssen auch die Wälzlager sein, die in der Kopfachse des Roboters zum Einsatz kommen: Sie übernehmen die Lagerung der Antriebswelle und der drehbaren Außenglocke, die das Umschalten von Scanner- auf Düsenbetrieb ermöglicht. „Die Scannerachse ist so konstruiert, dass auf der einen Seite die Getriebeseite liegt und auf der anderen Seite die Abtriebseite, die den Laseraustritt beinhaltet“, erläutert Maier. „Zudem ist die drehbare Glocke, die sich über die Roboterachse verdrehen und über einen Verriegelungszylinder umschwenken lässt, drehbar gelagert.“ So wird es möglich, den Roboter zum einen als Scannerroboter mit einem Bearbeitungsfeld von etwa 200 mm x 200 mm zu nutzen. Andererseits lässt er sich als Düsenroboter mit integrierter Luftzuführung einsetzen.

Die Herausforderung für die Lagertechnik lag im jeweils sehr begrenzten Bauraum. Aus diesem Grund benötigte Robot-Technology im Querschnitt sehr dünne Lager, die aber im Durchmesser relativ groß sein mussten. Zudem sollten die Lager möglichst robust sein – schließlich entstehen beim Laserschneiden sowohl Stäube als auch Gase, die sich funktionsmindernd auswirken können. „Es gab auf dem Markt nicht viele Anbieter, die diese Kombination von Anforderungen erfüllen konnten“, erinnert sich Maier. Im Laufe der Recherche stieß Robot-Technology auf Rodriguez. „Wir vereinbarten eine persönliche Beratung und waren beeindruckt von den Möglichkeiten, die uns die Dünnringlager eröffneten.“

Heute werden sowohl in der Antriebsachse als auch im Außenring des Robocuts jeweils zwei metrische Reali-Slim-Dünnringlager des Herstellers Kaydon verbaut. Diese hochqualitativen Lager werden in Deutschland exklusiv über den Eschweiler Antriebsspezialisten Rodriguez vertrieben. „Wenn jedes Gramm zählt und Miniaturisierung und Kompaktheit bei gleichzeitig großem Bohrungsdurchmesser im Fokus der Anwendung stehen, sind Dünnringlager die richtige Wahl“, erläutert Ulrich Schroth, Niederlassungsleiter Rodriguez Süd. „Sie werden generell viel in der Robotik eingesetzt – unter anderem in den Handachsen von Lackierrobotern in der Automobilindustrie.“

Jede Serie der Reali-Slim-Dünnringlager basiert auf einem einzigen Querschnitt, der auch mit steigendem Bohrungsdurchmesser konstant bleibt. Dank dieses konstruktiven Kniffs können Vollwellen durch Hohlwellen ersetzt werden. Der Innenraum der hohlen Welle bietet Raum für Komponenten wie Luft- oder Hydraulikleitungen, elektrische Verkabelungen oder Schleifringe. Bei einer großen Zahl von Applikationen kann ein Vierpunkt-Reali-Slim-Dünnringlager sogar zwei Lager ersetzen. Das erlaubt eine kompaktere Bauweise und vereinfacht die Montage.

Robot-Technology hat sich für Dünnringlager in metrischer Ausführung entschieden, die den Konstruktionsaufwand senken. Eine Umrechnung in metrische Maße ist nicht mehr erforderlich – das spart Zeit. Alle metrischen Rodriguez-Dünnringlager sind wahlweise als Radial-, Schräg- oder Vierpunktlager lieferbar. „Wir sind sehr zufrieden mit unserer Wahl. Der wesentliche Vorteil liegt für uns natürlich in den kompakten Maßen“, so Maier. „Hervorzuheben ist aber auch, wie leichtgängig die Lager trotz der großen Durchmesser sind. Dadurch verlieren wir kein Drehmoment.“ Besonders beim Umschalten der Außenglocke des Robocuts ist eine Leichtgängigkeit extrem wichtig, da diese nur über einen Absteckbolzen realisiert wird.

Überzeugt ist Robot-Technology aber nicht nur von der Qualität und Funktionalität der Lager, sondern auch von der Zusammenarbeit mit Rodriguez: „Die technische Beratung war sehr hilfreich für uns. Bei einem ähnlichen Projekt würden wir jederzeit wieder mit Rodriguez zusammenarbeiten“, betont Maier. Rodriguez bietet mit seinem weltweiten Service nicht nur umfangreiche Unterstützung bei der Neukonstruktion kundenspezifischer Anwendungen, sondern selbstverständlich auch bei der Verbesserung bestehender Konstruktionen. So wird sichergestellt, dass für jede Konstruktionsaufgabe der optimale Lagertyp ausgewählt wird. bec

Rodriguez GmbH, Eschweiler

Ulrich Schroth

Geschäftsbereichsleiter Value Added Products

Tel.: +49 7144 8558-12

Motek: Halle 4, Stand 437

Detaillierte Informationen zu den Dünnringlagern:

t1p.de/7ofs

Das Angebot von Rodriguez umfasst 250 unterschiedliche Dünnringlager der Reali-Slim-Serie des Herstellers Kaydon in zölligen und metrischen Abmessungen. Dabei sind drei grundsätzlich unterschiedliche Typen verfügbar: Als Typ C werden einreihige Radialkugellager oder auch Rillenkugellager in konventioneller Auslegung zur Aufnahme radialer Lasten bezeichnet; ihre Aufnahmefähigkeit für axiale Lasten ist sehr begrenzt. Typ A sind Schrägkugellager mit definiertem Druckwinkel und einem größeren Kugelsatz für die Aufnahme axialer Lasten in einer Richtung – sie zeichnen sich durch eine erhöhte Tragfähigkeit und Steifigkeit aus und können zur Aufnahme von Kräften und Momenten in zwei Richtungen paarweise eingesetzt werden. Vierpunktlager werden als Typ X bezeichnet – sie können in vielen Anwendungen zwei Lager ersetzen. Daher werden sie überall dort eingesetzt, wo eine paarweise Anordnung von Typ A-Lagern nicht möglich ist.