Kontaktlos mit Energie versorgt

Servoantrieb – Induktive Energie- und Datenübertragung ist wartungsfrei, reduziert den Installationsaufwand und sorgt für hohe Verfügbarkeit.

11. November 2008

Sicher und effizient bewegt ein Portalroboter von Liebherr über 40 Kilogramm schwere Kegelräder zwischen Speicherplätzen und Werkzeugmaschinen in kontinuierlicher Routine. Bei tausenden solcher und ähnlicher Applikationen in der internationalen Automobiltechnik ein gewohntes Bild. Mit dem Produktbereich Werkzeugmaschinen gehören die Kemptener zu den weltweit führenden Herstellern von Wälzfräsmaschinen, Wälzstoßmaschinen, Wälz- und Profilschleifmaschinen sowie Verzahnwerkzeugen. Die Materialfluss- und Handhabungstechnik ist eine ideale Ergänzung, mit der das Be- und Entladen der Maschinen sowie das Speichern der Teile automatisiert werden. Auf den zweiten Blick fällt jedoch auf, dass hier nicht wie üblich ein pneumatischer, sondern ein servomotorisch angetriebener Parallelgreifer zupackt.

Servogreifer packt zu

Die Frage nach dem Warum, lenkt den Blick über die Z-Achse nach oben in die Horizontalachse. Was man dort vergeblich sucht ist eine Energieführungskette, über die eine Pneumatikversorgung geführt werden könnte. Für die hier realisierte kontaktlose Energieversorgung der X-Achse wird eine solche Kette auch nicht gebraucht. So wurde an Sommer-Automatic die Anforderung gestellt, einen applikationsspezifisch ausgelegten Servogreifer zu entwickeln, der einerseits mit möglichst geringem Eigengewicht den Dynamikanforderungen des Portalroboters entspricht und andererseits die doch stattlichen Werkstückgewichte sicher und präzise handelt.

Kostensenkung

Die Anforderung, einen rein elektrisch angetriebenen Greifer zu entwickeln, basiert letztlich auf dem Wunsch, ein wartungsfreies und mit geringem Installationsaufwand verbundenes Energieübertragungssystem in Portalachsen zu nutzen. Marktüblich und bewährt verwendet man hier Schleppleitun- gen, die allerdings den Nachteil haben, dass von Zeit zu Zeit beanspruchte Leitungen ausgetauscht werden müssen. Das von Liebherr-Verzahntechnik applizierte berührungslose System Movitrans von SEW-Eurodrive ermöglicht deutliche Kostensenkungen bei der Wartung und Instandhaltung des Antriebsstrangs. Unter diesem Produktnamen sind alle Versorgungskomponenten zusammengefasst, die eine Energieübertragung nach dem Transformatorprinzip ermöglichen.

Induktiv Übertragen

Das Besondere dabei ist, dass der Primärkreis aus nur einer Windung besteht, die fest installiert an der Portalachse verlegt ist. Der Sekundärteil wird aus einer oder mehreren Spulen, mitgeführt auf dem Laufwagen, gebildet. Die Energieübertragung erfolgt induktiv über einen Luftspalt von circa 10 Millimeter. Parallel zur Energie ist ein WLan-Leckwellenleiter verlegt. So kann der Steuerungsanteil mit einer Empfangseinheit ebenfalls am Laufwagen mitgeführt werden. Neben geringerem Installationsaufwand und genereller Wartungsfreiheit ist die mitfahrende Spannungs- und Datenversorgung flexibel in der Achslänge.

Wie an Laufwagen und Vertikalachse alle notwendigen Steuerungs- und Antriebs-Komponenten direkt integriert sind, ist auch der von Sommer-Automatic entwickelte elektrische Parallelgreifer eine komplette modulare Einheit. Die konstruktive Basis bilden präzise Linearführungen mit einer über ein Riemenvorgelege angetriebenen Trapezspindel. Der Servomotor ist am Greifer, der Umrichter am Portallaufwagen integriert, Übersetzung und Dimensionierungen der einzelnen Komponenten können auf das zu handhabende Werkstückspektrum abgestimmt werden.

Durch die kompakte Bauform ergibt sich ein Gesamtgewicht von unter 45 Kilogramm. Dieses Greifsystem bietet die Möglichkeit auf unterschiedlichste Werkstückgeometrien und -gewichte einzugehen. Daraus ergibt sich ein sehr breites Anwendungsspektrum mit bestem Kosten-Nutzen-Verhältnis.

Steffen Burghardt, Sommer/csc

FAKTEN

Sommer-Automatic ist ein weltweit führender Hersteller von Komponenten und Systemen für Handhabungs- und Montagetechnik. Greifer, Vereinzler, Schwenk- und Lineareinheiten, aber auch Stoßdämpfer und noch vieles mehr umfasst die breite Produktpalette. Besonders zu erwähnen sind Werkzeugwechselsysteme, Drehverteiler sowie Achsausgleiche und Crashschutzelemente die den Baukasten des Roboterzubehörs der EN ISO 9401-1 Baureihe bilden.

Erschienen in Ausgabe: 08/2008