Aufrufe
vor 7 Jahren

f+h fördern und heben 5/2015

f+h fördern und heben 5/2015

AUS DER FORSCHUNG Folgen

AUS DER FORSCHUNG Folgen Sie uns auch online! www.foerdern-und-heben.de www.facebook.com/intralogistik www.twitter.com/foerdern_heben www.google.com/+Foerdern-und-hebenDe Mit f+h bleiben Sie stets auf dem Laufenden Technologische Orientierung Die Technologie der Seilroboter orientiert sich an Kransystemen und bietet die Möglichkeit, diese zu automatisieren. Das Problem eines einfachen Mobilkrans, bestehend aus der Seilwinde für den Hub und dem Ausleger für die Bewegung, ist, dass die gehobene Ladung schwingt (Bild 02). Aus diesem Grund lassen sich Mobilkrane nicht automatisch betreiben. Ein „krantechnischer“ Seilroboter kann die Ladung bereits durch zusätzliche Seile stabilisieren (Bild 03). Allerdings müssen die Winden durch mehrere Fahrzeuge positioniert werden, was aufwändig ist und viel Platz erfordert. Ein paralleler Seilroboter hingegen ermöglicht programmierbare Bewegungen durch Verspannung des Transportguts (Bild 04), ohne jedoch auf die Fahrzeuge angewiesen zu sein. So kann er im Gegensatz zu bisherigen Kransystemen vollständig automatisiert betrieben werden. Die technische Leistungsfähigkeit der Seilroboter ist hoch. Am Fraunhofer IPA ist aktuell der Demonstrator „IPAnema 3“ aufgebaut. Dieser Seilroboter erreicht mit 25 m/s² eine gute Beschleunigung und kann Bewegungen mit 1,7 m/s ausführen. Auch bei kurzen Transportwegen bleibt die Taktzeit deshalb kurz und dementsprechend wirtschaftlich. Weil die Seilroboter nur ein geringes Eigengewicht bewegen müssen, sind die Motoren kleiner dimensioniert als bei gängigen Robotersystemen. Demzufolge ist ihr Stromverbrauch geringer und in der Folge sind auch die Betriebskosten niedriger. Die Winden (Bild 05), wie sie auch in vielen Kransystemen eingesetzt werden, sind ein Kernelement der Seilroboter und verfügen über folgende Merkmale: Sie können Antriebskräfte auch über weitere Strecken nahezu verlustfrei übertragen und bieten eine große Spanne an Hub, Nutzlast und Dynamik. Zudem lassen sie sich auf einfache Weise skalieren. Die für den Demonstrator IPAnema verwendeten Winden sind aus industriellen Komponenten wie Aluminiumguss, Dreh- und Frästeilen, konfigurierten Normteilen sowie Stahlblech hergestellt und entsprechend einfach und kostengünstig verfügbar. Die Konstruktion wurde für den Demonstrator bereits als Kleinserie umgesetzt und kann an ein breites Leistungsspektrum in Bezug auf Baugröße und Tragkraft angepasst werden. Um auf darüber hinausgehende Einsatzbedingungen reagieren zu können, ist zudem der Einsatz von Schwerlastwinden möglich. Parallele Seilroboter lassen sich individuell konfigurieren und einsatzspezifisch herstellen. Dabei kann die Größe des Maschinenrahmens von einigen Dezimetern bis hin zu raumfüllenden Maßen variieren. Der Demonstrator „IPAnema 3“ ist 17 m lang, 12 m breit und kann bis zu 250 kg Nutzlast bewegen. Ein weiteres Merkmal des Systems ist die leichte Umrüstbarkeit. Antriebsstränge sind je nach Einsatz flexibel wählbar und erlauben so eine präzise Abstimmung auf die geforderte Nutzlast und Bewegungsgeschwindigkeit. Auch bei einem bereits aufgebauten Seilroboter lassen sich Getriebe auf einfache Weise austauschen, um das Verhältnis von Nutzlast und Geschwindigkeit für eine neue Aufgabe zu verändern. Auch der Arbeitsraum kann durch entsprechende Anpassungen des Aufbaus vergrößert werden: Bewegliche Umlenkrollen, gekreuzte Seile und stabförmige Endeffektoren ermög lichen ein Eintauchen auch bei beengten Umgebungsbedingungen. Über die Geometrie des Endeffektors und die Seildicke ist die Steifigkeit der Plattform einstellbar. Umfangreiche Anwendungsmöglichkeiten Seilroboter sind in vielen Arbeitsgebieten, z. B. in der Messtechnik, im Maschinenund Anlagenbau sowie in der Intralogistik einsetzbar. Sie eignen sich vor allem für das Bewegen und gezielte Ablegen von Objekten in der Montage, weil sie Bewegungen präzise und wiederholgenau durchführen können. Durch die zusätzlichen Seile widersteht der Roboter auch Fügekräften bei der Montage oder Windlasten bei der Handhabung ohne zu pendeln oder von der vorgeschriebenen Bahn abgedrängt zu werden. Wenn in einem Lager z. B. sperrige Objekte wie Tafeln aus Gips, Holz, Metall oder Stahlträger per manuell bedientem Kran bewegt werden, ist beim Ablagevorgang immer ein Mitarbeiter nötig. Dieser muss das Pendeln der Ladung mit geeigneten Mitteln reduzieren und so für das sichere Ablagen der angeschlagenen Last sorgen. Weil das Pendeln durch den Seilroboter vollständig unterdrückt wird, kann sowohl in Bezug auf die Arbeitsgeschwindigkeit als auch in puncto Ergonomie eine deutliche Optimierung erzielt werden. So ist der Einsatz eines Seilroboters als überdimensionale „dritte Hand“ des Mitarbeiters bzw. flexible Vorrichtung möglich. 12 f+h 5/2015

AUS DER FORSCHUNG 05 Am Institut entwickelte Winde für Seilroboter Das Lastaufnahmemittel des Seilroboters kann je nach Montageaufgabe wie Schweißen, Schrauben oder Nieten ausgewählt und auch schnell ausgetauscht werden. Der Roboter wird für eine bestimmte Tätigkeit programmiert, sodass Spezialvorrichtungen entfallen. Die Bedienung des Systems ist zudem über externe Steuerungen möglich. Von der Planung, der Komponentenerstellung, Steuerungs- und Regelungstechnik bis hin zum Aufbau eines anwendungsspezifischen Systems hat das Fraunhofer IPA Expertise. Am bestehenden Demonstrator „IPAnema 3“ lassen sich die Einsatzmöglichkeiten praktisch ermitteln. Bilder: Fraunhofer IPA www.ipa.fraunhofer.de Der Link zum Demovideo Unter diesem Link sehen Sie ein Video über die Wirkungsweise des Seilroboters. https://vimeo.com/124293630 CP- Serie Palettierer Geschwindigkeit hat ein System Kawasaki Robotics GmbH Tel. +49 (0)2131-3426-0 vertrieb@kawasakirobot.de www.kawasakirobot.de