Durchbruch bei High-Speed-Handlings

Festo entwickelte die beiden High-Speed-Handlings als Gesamtpakete, bestehend aus Steuerung und Mechanik, fürs schnelle Umsetzen und Positionieren sowie für dynamische Handhabungs- und Montagevorgänge bei Werkstückmassen von null bis drei Kilogramm im Sondermaschinenbau, in der Photovoltaik, Elektronikindustrie oder im Kleinteilehandling.

High-Speed-H-Portal

Das neuartige Raum-/Flächenportal deckt einen deutlich größeren Arbeitsraum in Rechteckform als Robotersysteme in Delta-Kinematik ab, die nur kreisrunde oder nierenförmige Arbeitsräume bearbeiten können. Nachteilig an vielen Delta-Robotern sind auch die hohen Kosten, die zu installierende Masse von rund 150 Kilogramm und der hohe notwendige Montageraum. Demgegenüber ist das High-Speed-H-Portal auf jeden Hub skalierbar, flach konstruiert, hat einen niedrigen Schwerpunkt und ein einfacheres Gestell als schnelle Delta-Roboter. Das optimierte Beschleunigungs- und Abbremsverhalten ermöglicht Hübe in X- und Y-Richtung von zwei auf einen Meter bei einer Genauigkeit von 0,2 Millimeter.

High-Speed-T-Portal

Das T-Portal ist ein High-Speed-Pick-and-Place mit höherer Dynamik als konventionelle Linienportale und skalierbar auf jeden Hub. Auch das T-Portal ist kompakt und besticht durch die hohe Beschleunigung in Z-Richtung. Die Hübe in Y- und Z-Richtung betragen 1.000 Millimeter und in Z-Richtung 300 Millimeter bei Positioniergenauigkeiten von 0,2 Millimetern.

Die Geschwindigkeit von fünf Metern pro Sekunde und die Beschleunigung von 50 Metern pro Quadratsekunde erreichen beide Portale über den gesamten Arbeitsraum mit einem konstruktiven Kniff: Die beiden Zahnriemenachsen sind mit der Traverse über einen einzigen umlaufenden Zahnriemen um die Antriebswelle verbunden. Er wird von zwei Servomotoren EMMS angetrieben. Positiver Nebeneffekt: In der X/Y-Fläche mit ihren zwei Freiheitsgraden muss kein Motor mitbewegt werden. Reduzierte Massen und zwei Servoantriebe, die parallel angebracht sind, ermöglichen schnelle und dynamische Bewegungen und führen zu weniger Verschleiß. Raffiniert ist auch das Hub-Dreh-Modul des High-Speed-H-Portals: Es besteht aus einer Pinole mit integrierter Energiedurchführung fürs Front-End-Modul und bildet die Z-Achse, an der die Greifeinheit angebracht ist. Das Hub-Dreh-Modul beschleunigt mit 20 Metern pro Quadratsekunde auf eine Geschwindigkeit von 1,5 Meter pro Sekunde. Damit können Vakuum- und mechanische Greifer mit Werkstückmassen von null bis zwei Kilogramm gehandhabt werden.

Robotik für Systemlösungen

Basis des Handlings ist die Robotiksteuerung CMXR. Sie verbindet Mechanik, elektrische Antriebs- und Steuerungstechnik zu einer kompletten kinematischen Systemlösung und koordiniert die hochdynamischen Bewegungen im Raum. Die CMXR-Robotersteuerung interpoliert und positioniert alle Achsen, die Konturen auf einer Mittelline abfahren können, wie sie beim Kleben, Laserschweißen oder Wasserstrahlschneiden notwendig sind. Sie kann Bahnschaltpunkte setzen und damit Prozessgeräte präzise schalten. Die CMXR fungiert auch als Schnittstelle einerseits zu übergeordneten Steuerungen und andererseits zu den Motor-Controllern der Servo-Achsen und zu den Ventilinseln. Mehr noch: Die Steuerung ermöglicht die Einbindung von Bildverarbeitungssystemen; damit und möglichen Fördersystemen lassen sich auch Applikationen mit bewegten Objekten realisieren. Fix und fertig zusammengebaut und geprüft erfolgt die Anlieferung der einbaufertigen Systemlösung direkt an die Maschine – mit allen Konstruktionsdaten und Schaltplänen sowie umfassender Funktions- und Festpreisgarantie. pb