Kompakte Leitungsführung für innovativen Roboter zur Reifenabladung aus LKW

Steckbrief

• Was wurde benötigt: e-spool Energiekette, chainflex Leitungen
• Anforderungen: Für die Versorgung des Roboters brauchte es eine platzsparende Leitungsführung. Da sie über den Betonboden reibt, musste sie außerdem verschleißfest sein.
• Branche: Robotik, Reifenindustrie
• Erfolg für den Kunden: Mit der e-spool samt Federrückzug werden alle Leitungen kompakt aufgerollt. Es musste keine Sonderlösung konzipiert werden und das Projektbudget konnte eingehalten werden.

Video: Dieser Roboter fährt in LKW-Auflieger von wo er Reifen autonom auslädt. Die Führung der Motor-, Steuer- und Stromleitungen übernimmt eine kompakte e-spool.

Problem

Dieser 7-Achsen-Roboterarm wurde auf einer mobilen Raupenplattform montiert und wird in Lastwagen in der Reifenindustrie eingesetzt. Dank eines ausgeklügelten Greifers, eines Sichtsystems und künstlicher Intelligenz, die vom Michelin-Studien- und Forschungszentrum in Ladoux entwickelt wurden, identifiziert und greift der Roboterarm die Reifen und legt sie auf einem Förderband unter dem Roboter ab, welches den Reifen zu seinem Verarbeitungsbereich transportiert.
Im manuellen Modus (funkgesteuert) kann die Plattform mit dem Roboter in alle Richtungen fahren, wobei das Ziel das Lade-/Entladedock ist. Auf dem Dock angekommen, schaltet er in den autonomen Modus. Bei Arbeiten im engen Anhänger des LKWs kann der Roboter allerdings nur begrenzt Vorwärts- und Rückwärtsbewegung ausführen und nur geringfügig zum erneuten Zentrieren drehen. Gerade für die Führung der zahlreichen Strom, Steuer- und Pneumatikleitungen von draußen in den Anhänger wo der Roboter arbeitet, bedeutete dies ein Platzproblem. Alternativen wie eine Batterie zur Energieversorgung oder ein Motor kamen aufgrund von Größen- und Gewichtseinschränkungen des Roboters nicht in Frage.
Stattdessen fiel die Wahl auf ein Energiekettensystem, das bei mindestens 14 m Verfahrweg, einer Geschwindigkeit von 12 m/min und Beschleunigung von 1 m/s² horizontal hinter dem Roboter über Beton und die Holz- oder Kunststoffschalung des LKW-Anhängers gezogen wird. Auch der kleine Höhenunterschied zwischen Dock und Anhänger stellt eine Herausforderung dar und erforderte eine möglichst verschleißfreie Leitungsführung. Da die Kette ein wenig außermittig von der Bahn der mobilen Plattform sein würde, musste sie in der Lage sein, eine Verdrehung/Verformung zu akzeptieren.

Lösung

Um den besonderen Anforderungen der Leitungsführung gerecht zu werden, haben wir in enger Absprache mit dem Kunden nach der besten technischen Lösung gesucht.
Schließlich fiel die Wahl auf eine e-spool mit Federrückzug, die es den Ingenieuren heute ermöglicht, alle Strom- und Datenleitungen sowie Pneumatikschläuche sicher zu der Roboterplattform zu führen.
Damit sich die abgerollte Energiekette auch in Y-Richtung bewegen konnte, wurde die e-spool mit der Energiekette der Serie 1400 auf einem Drehteller montiert. Eine weitere Spezifikation betraf die letzten Gleider der Kette, die rückwärtig montiert wurden, sodass die Leitungsführung bei abgerollter e-spool tiefer über dem Boden liegt.
Zusätzliche Sensoren an der Energiekette wurden außerdem installiert, um die mobile Plattform vor Auslaufen der Kette anzuhalten.  Durch die e-spool wurde ein Aufwickeln der Leitungen auf engem Raum möglich. Durch das integrierte Federrückholsystem konnten die Ingenieure auf ein motorisiertes System zum Aufrollen der Kette verzichten.
Anders als ein batterie- oder motorbetriebenes System konnte der Roboter so möglichst leicht und schlank gehalten werden. Daneben konnte durch die e-spool auch das für die Leitungsführung angedachte Budget des Projektteams eingehalten werden. Neben der Energiekette wurden auch die darin geführten Leitungen und Schläuche von uns bezogen. Diese betrafen in erster Linie chainflex Motorleitungen, chainflex Steuerleitungen sowie einen Pneumatikschlauch.