Eisenmann setzt auf präzise Antriebstechnik von Stöber

In einer Lackieranlage bei Eisenmann übernimmt ein Industrieroboter mit Greifer das Handling unterschiedlich großer und schwerer Felgen. Dabei kommt präzise Antriebstechnik von Stöber zum Einsatz.

„Unsere Roboteranlage kann sogar ein rohes Ei so vorsichtig aufnehmen, dass es nicht beschädigt wird“, sagt Peter Butz, Produktentwickler bei der Eisenmann GmbH in Böblingen. Damit unterstreicht er, wie feinfühlig sich die Anlage regulieren lässt. Tatsächlich übernimmt sie anspruchsvolle industrielle Aufgaben: Statt Eier zu handhaben, greift der Roboter unterschiedlich große und schwere Felgen und führt sie einer Lackieranlage zu. Der Maschinenbauer entwickelt neben industriellen Lackier- und Handling-Anlagen auch fahrerlose Transportsysteme sowie Technologien für Vorbehandlung und Filtration. „Dabei ist jede Lösung ein Unikat, weil wir sie maßgeschneidert auf die Anforderungen unserer Kunden anpassen“, sagt Butz. „Sie variiert in ihrem komplexen Zusammenspiel von Verfahrensschritten und der darauf abgestimmten Fördersysteme.“ Bei den Entwicklungen legt das Unternehmen den Fokus auf wirtschaftlich effiziente und ressourcenschonende Lösungen – immer mit dem Ziel, für seine Kunden einen klaren, nachvollziehbaren Mehrwert zu schaffen.

Hochsensible Roboteranlage: Sie kann sogar ein rohes Ei so aufnehmen, dass es nicht beschädigt wird.

Von der Pneumatik zur Elektronik

Mit diesem Anspruch hat Eisenmann auch das Handling-System optimiert. „Es besteht aus Industrieroboter mit einem oder mehreren Greifern. Vorher hatten wir pneumatische Antriebe verbaut“, erläutert Peter Butz. Dafür sprach zunächst einiges: Diese sind einfach, dynamisch und vergleichsweise günstig in der Anschaffung. Allerdings gelten sie als ineffizient und eingeschränkt regelbar. Zudem ist die Drucklufterzeugung energieintensiv, Leckagen verursachen zusätzliche Verluste und Kosten. Eisenmann entschied sich aus diesem Grund für elektrische Antriebe. Diese arbeiten deutlich energieeffizienter, sind im Betrieb wirtschaftlicher und ermöglichen die direkte Integration von Sensorik.

Nach der Entscheidung für eine servoelektrische Antriebslösung ging es darum, diese Technik praxisgerecht in das bestehende Greiferkonzept zu integrieren. „Im Zuge der neuen Projektanforderungen rückten die Antriebslösungen von Stöber in den Fokus der Entwickler von Eisenmann.

Mit Klaus Buschko als Ansprechpartner aus dem Vertrieb und Robert Boger aus der Applikationsentwicklung erarbeitete Stöber gemeinsam mit Eisenmann eine passende Lösung. Ausgangspunkt war eine Probeanlage, an der sich zeigte, dass die zunächst prototypisch eingesetzte Antriebstechnik eines Mitbewerbers die Anforderungen an die Regelbarkeit nicht vollständig erfüllte. Insbesondere die ursprünglich geplante Zwei-Kabel-Lösung erwies sich beim Verfahren des Greifers als nachteilig.

Stöber lieferte ein komplettes System aus Synchron-Servogetriebemotor, Kabel und passendem Antriebsregler.

Hochpräzise Antriebstechnik

Bei der Stöber Lösung bewegt sich der am Roboter befestigte Greifer auf das Bauteil zu: erst im Eilgang, dann stoppt er einen Millimeter vor der Berührung und fährt im Schleichgang kontrolliert an die Felge heran, um sie aufzunehmen. So entsteht ein feinfühliger Prozess – mit dem sich sogar ein rohes Ei sicher greifen lässt, ohne es zu beschädigen. „Wichtig ist uns vor allem auch ein hohes Haltemoment“, erklärt Produktentwickler Peter Butz. Denn der Roboterarm kann in seiner Bewegung abrupt stoppen und schnell wieder anfahren. Dabei muss die Felge jederzeit sicher gehalten werden. Gefragt war daher eine leichte und kompakte Antriebslösung, da diese direkt im Greifer verbaut ist.

Stöber lieferte Kegelradgetriebe der Baureihe KL mit direkt angebautem Synchron-Servomotor EZ. Diese kompakte Einheit bietet günstige Einbaumaße und eine hohe Leistungsdichte. „Durch ihre robuste Lagerung und die hochwertige Verzahnungstechnologie sind die Stöber Kegelradgetriebe extrem belastbar und kippstabil“, erläutert Buschko. Ein weiteres wichtiges Merkmal dieser Baureihe ist ihre hohe Laufruhe. Da der Greifer entlang zweier Achsen verfahren wird, kommt für die Ansteuerung der kompakte Stand-Alone-Regler SC6 zum Einsatz. Sollen weitere Greifer ergänzt werden, wird der SC6 mit dem für die Anreihtechnik konzipierten Antriebsregler SI6 kombiniert. Das ermöglicht Lösungen von zwei bis zu fünf Greifern. Eisenmann kann somit auf unterschiedlichste Kundenanforderungen reagieren.

Die Getriebemotoren und Antriebsregler sind über die One Cable Solution (OCS) von Stöber verbunden. Das Hybridkabel mit dem zukunftssicheren Protokoll EnDat 3 überträgt sowohl Encoder- als auch Leistungsdaten über eine einzige Leitung. So entsteht ein durchgängiges System aus Synchron-Servogetriebemotor, Kabel und Antriebsregler. Damit ließ sich das Problem vermeiden, das bei der geplanten Zwei-Kabel-Lösung auftrat. Zudem reduziert sich der Montageaufwand deutlich.

Unabhängig vom Robotertyp

Stöber hat die Antriebsregler SC6 und SI6 um zusätzliche PROFINET-Funktionen erweitert. In Verbindung mit dem Sicherheitsmodul SU6 unterstützen sie Sicherheitsfunktionen wie STO (Safe Torque Off) und SS1 (Safe Stop 1) über PROFIsafe. „Durch die Möglichkeit der freien Programmierung können die Entwickler von Eisenmann ihr eigenes Know-how gezielt ergänzen.“ So entsteht ein flexibles, multifunktionales System, das sich herstellerunabhängig in unterschiedliche Robotertypen integrieren lässt.

Während des Projekts zeigte sich zudem Optimierungspotenzial im Betrieb. Bei längeren Stillstandszeiten bleiben die Motoren bestromt und erzeugen dadurch Wärme. Um diese thermische Belastung zu vermeiden, wurden die Antriebe mit einer Bremse nachgerüstet.

Darüber hinaus brachte Stöber an den Getrieben Drehmomentstützen an. Diese nehmen Reaktions- oder Differenzdrehmomente auf und leiten sie in die umgebende Tragstruktur ab. Damit verhindern sie, dass sich der Motor oder das Gehäuse verdrehen. Um eine noch kompaktere Bauweise zu ermöglichen, wurden die Stützen in ihrer Geometrie entsprechend angepasst.

Eisenmann profitiert nun von einem optimal auf seine Anforderungen abgestimmten Antriebssystem sowie einer engen technischen Begleitung. „Mit Stöber setzen wir auf eine zukunftsfähige, energieeffiziente Antriebslösung – feinfühlig bis ins Detail“, ist Butz zufrieden.