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Als Hersteller von Automatisierungskomponenten bietet SMC Deutschland verschiedene pneumatische und elektrische Antriebssysteme sowie flexible Bauteile für Industrieroboter an. Ein deutscher Sonderanlagenbauer hat jetzt mit Technologien der Automatisierungsexperten eine Roboter-Anlage zur Prüfung und Nachbearbeitung kleiner Schaufelräder für Turbolader entwickelt. Der Industrieroboter wird für „Pick-and-Place“-Aufgaben benötigt: Er soll möglichst viele der kleinen Schaufelräder gleichzeitig greifen und präzise transportieren können. Für den Prozess kommt eine Roboterhand zum Einsatz, an der acht Antriebe mit jeweils einem Vakuumsauger nebeneinander installiert sind. Sie saugen acht der kleinen Schaufelräder parallel an und heben sie aus ihrer Verpackungskiste. Anschließend vermisst eine bewegliche Kamera die Schaufelräder und prüft, inwieweit ihre Kanten nachbearbeitet werden müssen. Die entsprechende Nacharbeit erfolgt in derselben Anlage. Zum Schluss fädelt die Roboterhand die Schaufelräder auf einen Zentrierbaum.
Die Vakuumsauger an der Roboterhand müssen flexibel sein und schnell sowie millimetergenau arbeiten. Je kleiner und leichter die Antriebe dafür sind, desto präziser sind diese Bewegungen möglich. Für die bewegliche Kamera ist ebenfalls ein Stellantrieb mit hoher Flexibilität gefragt. „Wir stellten dem Kunden verschiedene Muster von elektrischen Antrieben zur Verfügung“, sagt Wolfgang Werft, Vertriebsingenieur bei SMC, „damit die Konstrukteure einige Konzepte für die Maschine entwickeln und dann den geeigneten Antrieb aussuchen konnten.“ Die Wahl fiel auf die elektrischen Stellantriebe der LEPS/LEPY-Serie. Mit ihnen positioniert der Roboter kleine Bauteile besonders präzise. Sie sind in zwei unterschiedlichen Miniaturausführungen verfügbar: LEPS mit Schlitten, also einer integrierten Linearführung, und LEPY mit Kolbenstange.
Geringe Baubreite und frei wählbare Motoren
Die Stellantriebe der LEPS/LEPY-Serie von SMC sind sehr klein und leicht. Der kleinste LEPY-Antrieb wiegt nur 240 g bei 20,5 mm Baubreite. Zudem bieten beide Antriebsvarianten eine hohe Positionierwiederholgenauigkeit von 0,05 mm. Zusätzlich sind die Stellantriebe entsprechend der Anforderung mit einem Hub von bis zu 75 mm Länge und einer Schubkraft bis zu 50 N wählbar. Die Nutzlast beider Antriebsvarianten beträgt bis zu 2 kg.
Um die Einsatzvarianten der Antriebe möglichst flexibel zu halten, lassen sie sich jeweils axial und von oben an Montageplatten befestigen sowie seitlich per Durchgangs- oder Gewindebohrung. Zudem ist die Eingangsrichtung des Motorkabels in vier Varianten frei wählbar: rechts, links sowie oben und unten. Das umfangreiche Zubehör der Stellantriebsserien LEPS und LEPY reicht von verschiedenen Controllern und Endstufen über Kabel bis hin zu Software und Teaching-Boxen zur einfachen Controllerparametrierung. Die Motorleitungen der Serien sind vom Antrieb bis zum Schaltschrank flexibel und roboterfähig. Neben Pick-and-Place-Anwendungen sind die Stellantriebe auch für Ausrichtung und Einpressoperationen sowie als Vereinzeler an Zuführschienen geeignet.
Produktivere Prozesse dank geringerem Gewicht
Für den Anwender bieten die Stellantriebe der LEPS- und LEPY-Serien einige zentrale Vorteile: Wegen der kleinen Baubreite und des geringen Eigengewichts ist das Gesamtgewicht der Roboterhand entsprechend niedrig. Damit sind schnellere Bewegungen möglich und die Taktzeit der Maschine verringert sich. Das steigert die Produktivität des gesamten Prüfungs- und Bearbeitungsprozesses. Zudem lassen sich mehrere der kompakten Antriebe nebeneinander an der Roboterhand montieren und so die verarbeitete Stückzahl pro Arbeitsdurchgang erhöhen. Die genutzte Kraft und die Bewegungsgeschwindigkeit sind frei einstellbar und können somit optimal an die individuellen Anforderungen angepasst werden. Die Stellantriebe sind über die gängigen Bussysteme wie ProfiNet oder EtherCat mit der SPS kombinierbar und lassen sich so frei und flexibel verfahren. Die Fahrprofile für die Positionierung werden komplett in der SPS in der Rezepturverwaltung vorgehalten. Das erleichtert dem Maschinenbediener die Optimierung über das in der Maschine integrierte HMI. „Die CAD-Daten unserer Antriebe sind direkt auf unserer Webseite zum Download verfügbar. So erleichtern wir unseren Kunden die Entwicklungsarbeit“, resümiert Wolfgang Werft. „Und dank unseres internationalen Netzwerks sind Komponenten, Muster und Informationen immer schnell beim Kunden – für Sonderanlagenbauer optimal.“
Vielseitigkeit ist ein Muss
In der Fertigung sind Industrieroboter schon lange Standard, aber mit Digitalisierung und Industrie 4.0 gewinnen sie noch mehr an Bedeutung. Dank Vernetzung von Sensoren und Fertigungsanlagen lassen sich Produktionsprozesse weiter optimieren. Die Ansprüche vieler Unternehmen an die Roboter sind klar und bleiben hoch: präzise und schnelle Bewegungen. SMC kennt diese Anforderungen genau. Bei der Produktion von Anlagenkomponenten aller Art spielen deshalb die Größe und die Vielseitigkeit der Produkte für den Automatisierungstechnik-Hersteller eine entscheidende Rolle. Denn Bauteile wie etwa die elektrischen Stellantriebe der LEPS- und LEPY-Serien sollen in unterschiedlichen Anlagen und Roboter-Anwendungen flexibel einsetzbar sein. eve
Details zu den Stellantrieben: hier.pro/Y1ZMs
Messe Motek 2018: Halle 8, Stand 8312
