Leitungsführung für Pick & Place-Roboter: Sicher geführt trotz rotierender Achse

Steckbrief

• Was wurde benötigt: Energiekette der Serie E2-micro, als RBR-Energiekette ausglegt und in einem Rotationsmodul verfahrend, fertig vorkonfektioniert als readychain geliefert
• Anforderungen: Schonende Leitungsführung zur rotierenden Achse bei hoher Anzahl an Zyklen, unter Dauerbetrieb, bei 360°-Drehungen in weniger als einer Sekunde, Geschwindigkeiten von bis zu 7 m/s und Beschleunigungen von bis zu 60 m/s²
• Branche: Robotik; Pick-and-Place-Roboter
• Erfolg für den Kunden: Die Energiekette mit rückwärtigem Biegeradius erreicht hohe Drehwinkel und unterstützt dank extrem geringem Gewicht die hohe Flexibilität des Robtoers sowie schnelle Bewegungen. Die Ausfallrate der Leitungen, die zur A5-Achse führen, wurde deutlich reduziert.

Der Pick & Place-Roboter "EXPT" von Festo kann optional mit einer Drehachse am Greifer ausgerüstet werden. Gut zu sehen: Die Energiekette im Drehmodul.

Problem

Die Festo SE & Co. KG ist ein führender Anbieter von Automatisierungslösungen für Prozesse und ganze Produktionsanlagen. Zu seinem umfangreichen Produktportfolio zählt der Hersteller auch seinen universellen Parallelroboter "EXPT". Der auf einem Tripod basierende Pick-and-Place-Roboter arbeitet mit hoher Performance und Präzision und schafft dabei bis zu 150 Picks pro Minute. Sein Design und die Steuerung ermöglichen den flexiblen und anwendungsübergreifenden Einsatz. So lässt sich eine bequeme Implementierung auch in Anwendungen mit mehreren Robotern in der Produktionslinie realisieren.
Am unteren Ende des Roboters, an dem sich der Greifer befindet, sollte eine eine A5-Achse realisiert werden, die eine schnelle und präzise Rotation des Greifers ermöglichen soll. Besondere Herausforderung dabei ist die sichere und schonende Führung der Leitungen zu der rotierenden Achse. Denn bei einer hohen Anzahl an Zyklen und unter Dauerbetrieb, 360°-Drehungen in weniger als einer Sekunde, Geschwindigkeiten von bis zu 7 m/s und Beschleunigungen von bis zu 60 m/s² besteht eine hohe Belastung aller Leitungen, die zu hohem Verschleiß führen kann.

Lösung

Für die Leitungsführung haben wir dem Kunden eine Drehenergieführung, also eine Energiekette mit rückwärtigem Biegeradius samt Rotationsmodul, vorgeschlagen. Genauer gesagt laufen die Leitungen in einer Energiekette der Serie E2-micro. In einem speziellen Rotationsmodul laufend, kann die Energiekette dabei auch die gewünschten hohen Drehwinkel erreichen.
Das Design der Leitungsführung ermöglicht gleich mehrere Vorteile für den Pick-and-Place-Roboter: Während das extrem geringe Gewicht eine hohe Flexibilität des Robtoers sowie schnelle Bewegungen erlaubt, wurde die Ausfallrate der Leitungen, die zur A5-Achse führen, deutlich reduziert.
Für eine solche Kabelzuführung zu den Drehachsen gab es am Markt bislang keine Lösung, weswegen die Entwicklungsarbeit zwischen den Ingenieuren von Festo und unseren Leitungsspezialisten von einem besonders engen Austausch geprägt war. Bei dieser Zusammenarbeit wurden auch die spezifischen für diese Anwendung in Frage kommenden Leitungen ausgewählt. So setzt der Hersteller unter anderem auf chainflex Steuerleitungen für hohe Beanspruchungen in bewegten Anwendungen. Damit Festo sich die Konfektionierung sparen kann, hat der Automatisierungsspezialist die Energiekette direkt mit eingezogenen Leitungen und anschlussbereit als sogenannte readychain bestellt.

Im Rotationsmodul läuft eine Energiekette der Serie E2 micro für kleine Bauräume und dynamische Anwendungen.

Die Energiekette bewegt sich im Drehmodul hoch dynamisch: Sie unterstützt Geschwindigkeiten von bis zu 7 m/s und Beschleunigungen von bis zu 60 m/s2.