Handarbeit – vom Roboter gemacht

Montieren, einlegen, entgraten, polieren – Schritt für Schritt gelingt es, komplexe Aufgaben, die früher ausschließlich von Hand erledigt wurden, auf den Roboter zu übertragen. Technologisch ausgereiftes Roboterzubehör spielt dabei eine wichtige Rolle.

Mit bis zu 65.000 min-1 arbeitet die Entgratspindel FDB von Schunk.

Mit bis zu 65.000 min-1 arbeitet die Entgratspindel FDB von Schunk.

Sollen manuelle Tätigkeiten von Robotern übernommen werden, eröffnen insbesondere Sensoren enorme Spielräume. So sind Kraft-Momenten-Sensoren in der Lage, Prozessparameter präzise zu erfassen und an die Steuerung zu übertragen. Wird die Roboterbahn auf Basis dieser Daten in Echtzeit nachgeregelt, lassen sich konstante Kräfte und damit exakt reproduzierbare Ergebnisse erzielen. Moderne, standardisierte Sensorlösungen sind kompakt, verschmelzen zum Teil komplett mit dem Aktor und lassen sich einfach bedienen.

Intelligente Sensoren messen exakt die bei undefinierten Bearbeitungen auftretenden Kräfte und Drehmomente.

Intelligente Sensoren messen exakt die bei undefinierten Bearbeitungen auftretenden Kräfte und Drehmomente.

In Sensoren steckt enormes Potenzial

Der derzeit am vielseitigsten einsetzbare Kraft-Momenten-Sensor für die industrielle Automation misst in allen sechs Freiheitsgraden sowohl Kräfte als auch Momente. Direkt an der sechsten Achse steht mit ihm eine Schnittstelle zur Robotersteuerung zur Verfügung, wodurch die Anbindung deutlich vereinfacht wird. Der hochgenaue Sensor verfügt über eine Highspeed Datenausgabe mit bis zu 7.000 Hz, fünf mögliche Kommunikationsprotokolle (Ethernet, Ethernet/IP, DeviceNet, Profinet und ein CAN-Bus Interface), Fernüberwachung via LAN sowie eine Konfiguration über Web-Interface und bietet damit über eine einzigartige Schnittstellen-Kompatibilität für eine Vielzahl von Anwendungen. Er lässt sich für Produkt-Tests, Robotermontagen oder verschiedene Bearbeitungsaufgaben ebenso einsetzen wie für die Roboter-Chirurgie, für Anwendungen in der Rehabilitation, in der Neurologie und in vielen anderen Bereichen. Da der Sensor auch hochdynamische Regelungskonzepte ermöglicht, lassen sich mit ihm selbst schwierige Montage-, Bearbeitungs- und Finish-Aufgaben automatisieren, die bisher nur von Hand oder von komplexen Sondermaschinen ausgeführt werden konnten.

Noch anspruchsvoller arbeiten taktile Sensoren. Mit ihnen lässt sich ortsaufgelöst sowohl die Greifkraft als auch die Greiffläche abfragen. So ist es möglich, Objekte zu identifizieren, um sie zugleich feinfühlig zu greifen. Fragile Teile mit unterschiedlichen Geometrien können daher zuverlässig und sicher gehandhabt werden. Zudem ist es möglich, wechselnde Objekte zu positionieren und beispielsweise anschließend zu fügen. Insbesondere in der Servicerobotik werden taktile Sensoren aufgrund ihrer Vielseitigkeit künftig eine immer größere Rolle spielen. Sie machen Greifhände zu feinfühligen Helfern, die sich auch in komplexen und ungeordneten Umgebungen wirkungsvoll einsetzen lassen.

Die Kraft-Momenten-Sensoren der Baureihe FTNet von Schunk sind mit zahlreichen Kommunikationsprotokollen kompatibel. Sie können ausgesprochen vielseitig eingesetzt werden.

Die Kraft-Momenten-Sensoren der Baureihe FTNet von Schunk sind mit zahlreichen Kommunikationsprotokollen kompatibel. Sie können ausgesprochen vielseitig eingesetzt werden.

Zubehör zum Schleifen, Polieren und Entgraten

Speziell für undefinierte Bearbeitungsverfahren, wie das Schleifen, Polieren, Bürsten und Entgraten, gibt es prozessstabil einsetzbares Roboterzubehör, das auch ohne Sensorik auskommt. Mit ihm werden Werkzeugabnutzungen und Ungenauigkeiten in der Positionierung des Werkstücks ebenso ausgeglichen wie Abweichungen des Roboterarms von der vorgegebenen Bahn. Das verbessert die Qualität der Bearbeitungsergebnisse, erhöht die Standzeit der eingesetzten Werkzeuge und kann die Programmierzeit um bis zu 75 % reduzieren. So ahmen Entgratspindeln das manuelle Entgraten so exakt wie möglich nach. Sie arbeiten mit Drehzahlen bis 65.000 min-1. Ihr Spindel- und Motorsystem ist auf einem Pendellager nachgiebig gelagert.

Damit es beim Fügen, Montieren oder Einlegen per Roboter nicht hart auf hart kommt, gewährleisten Ausgleichseinheiten die nötige Nachgiebigkeit zwischen Effektor und Roboterarm. Mit ihnen lassen sich Anlagenstörungen und -schäden vermeiden und die Prozesssicherheit erhöhen.

Greiferwechsel innerhalb weniger Sekunden – Schnellwechselsysteme bringen Flexibilität in Fertigung, Handhabung und Montage.

Greiferwechsel innerhalb weniger Sekunden – Schnellwechselsysteme bringen Flexibilität in Fertigung, Handhabung und Montage.

Automatisierter Werkzeugwechsel

Auch beim Wechsel von Greifern, Werkzeugen und anderen Effektoren kann das passende Roboterzubehör manuelle Tätigkeiten deutlich verringern oder sogar komplett ersetzen. Während ein geübter Bediener fürs händische Umrüsten eines pneumatischen Effektors zwischen zehn und dreißig Minuten benötigt, kann ein Schnellwechselsystem den gleichen Vorgang auf zehn bis dreißig Sekunden reduzieren, wobei das reine Ver- und Entriegeln nur Millisekunden benötigt. Die rasanten Wechselsysteme machen überall dort Sinn, wo Anlagen regelmäßig an neue Produkte oder Produktvarianten angepasst werden müssen, wo für das Handling oder die Bearbeitung unterschiedliche Effektoren nötig sind oder wo Ausfallzeiten durch die Wartung von Komponenten und Werkzeugen minimiert werden sollen. In der Regel bestehen sie aus zwei Teilen: Einem Schnellwechselkopf, der am Roboterarm montiert ist, und einem Schnellwechseladapter, der mit dem Werkzeug verbunden ist.

Bei der Wahl eines Schnellwechselsystems sollten Anwender und Systemintegratoren auf kompakte Abmessungen, ein möglichst geringes Eigenmasse-Kraft-Verhältnis, kurze Wechselzeiten und exakt dimensionierte Energieübertragungsmodule achten. Besonders wirtschaftlich sind modulare Systeme, bei denen je nach Bedarf unterschiedliche Elektronik- und Fluidmodule miteinander kombiniert werden können. Ideal ist es, wenn die Ver- und Entriegelung kräftefrei über ein sogenanntes No-Touch-Locking-System erfolgt, das auch dann eine sichere Verriegelung gewährleistet, wenn zwischen Kopf und Adapter ein Abstand von einigen Millimetern vorhanden ist.

Schunk mit umfassendem Roboterzubehör

Schunk bietet innerhalb seines umfassenden Roboterzubehörs unter anderem High Power Module, selbstdichtende Fluidmodule, Busübertragungsmodule sowie Servomodule an. Alle können bei Bedarf kundenspezifisch angepasst werden. Einzigartig ist bei dem innovativen Familienunternehmen auch das Spektrum elektrischer Module zur Ansteuerung von Aktoren und Sensoren. Es umfasst unter anderem Module für Profibus, CAN, RS232 und Ethernet TCP/IP.

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