Modular und effizient

Maschinenelemente

Lineartechnik – Die Integration kompletter Tripod-Roboter in Sondermaschinen ist aufwendig und teuer. Mehr Wirtschaftlichkeit verspricht jetzt ein konfektionierbares System mit linearer Positioniertechnik aus kostengünstigen Standardkomponenten.

30. März 2015

Eine beliebte Lösung für Pick-and Place-Aufgaben oder auch Sortieranwendungen in vielen Montage- oder Verpackungsmaschinen sind so genannte Tripod-Roboter. Die Hersteller solcher parallelkinematischen Bewegungsmaschinen bieten den Maschinenbauern jedoch in der Regel nur umfassende Komplettlösungen einschließlich der Steuerung. Das treibt nicht nur die Kosten, sondern erfordert oft auch noch eine Anpassung der Schnittstellen zwischen der verwendeten Applikationssteuerung und der Steuerung des Positioniersystems.

Einen neuen Weg geht dagegen die Bahr Modultechnik GmbH aus dem niedersächsischen Luhden: Das Unternehmen hat ein konfektionierbares Tripod-System entwickelt, das ausschließlich aus kosteneffizienten Standardkomponenten besteht und lineare Positioniertechnik nutzt.

Bahr Moldultechnik ist ein führender Komplettanbieter von modularen Positioniersystemen, der sich auf die Entwicklung und Konstruktion von linearer Positioniertechnik mit Spindel-, Zahnstangen- oder Zahnriemenantrieben spezialisiert hat. Durch ihren modularen Aufbau lassen sich die Produkte sehr einfach an unterschiedlichste Anwendungen anpassen, sagt Konstruktionsleiter Dirk Bahr und erklärt: »Rund 80 Prozent unserer Kunden fertigen Sondermaschinen; da immer anspruchsvollere Applikationsanforderungen die eingesetzten Portalroboter an die Leistungsgrenze treiben, hat in jüngerer Zeit die Nachfrage nach den konstruktionsbedingt schnelleren Tripod-Positioniersystemen stark zugenommen.«

Wirtschaftlichkeit maßgeschneidert

Um die Nachfrage bedienen zu können, hat Bahr ein flexibles und leistungsfähiges Tripod-System konstruiert, das ausschließlich aus Standardkomponenten sowie linearen Positionierachsen mit Zahnriemenantrieb besteht. Das System bietet dadurch eine sehr wirtschaftliche Alternative zu den komplexeren Produkten der Marktbegleiter. Zudem lässt sich der Tripod von Bahr mit Steuerungen beliebiger Fabrikate kombinieren. »Im Kern bieten wir mit dem Tripod zunächst nur den kompletten mechanischen Aufbau an, bestehend aus drei Positionierachsen und den Gelenkarmen«, erklärt Bahr und ergänzt: »Das System gestattet unseren Kunden, es mit den von ihnen bevorzugten Steuerungen und Motoren auszustatten.«

Die Parallelkinematik des Tripod-Systems beruht auf dem Zusammenspiel dreier zahnriemengetriebener Positionierachsen der Baureihe LSZ 60. Die Gabelarme aus leichtem, hochstabilem Kohlefaserkunststoff bzw. Aluminium sind dabei über Gelenke direkt an die Schlitten der Positionierachsen montiert. Aufgrund ihrer speziellen Abmessungen sowie durch den Einsatz einer einzelnen Zahnriemenumlenkung können die Schlitten nahezu über die gesamte Länge der Aluminiumvierkantprofile verfahren und erweitern dadurch den Freiheitsgrad der Stabmechanik.

Geringe Teilezahl

Die direkte Übertragung der Bewegung von den Schlitten auf die Gabelarme vereinfacht das System deutlich und erübrigt den Einsatz von Getrieben. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Tripod-Positionierer kommt die linear geführte Gestängeanordnung zudem mit einer geringeren Zahl von Gabelarmgelenken aus, die unter hoher Last oder bei Stoßbelastung schnell zu Schwachstellen des Systems werden können. Die stabile Verbindung der Stabmechanik mit der Greifergrundplatte realisiert Bahr Modultechnik entweder über Kugellagergelenke oder über eine einfachere und kostengünstigere Kugelkopflagerung.

Bei der Fertigung der Achsen setzt das Unternehmen auf kostenreduzierende Vereinfachung. So liefert Bahr die Profile in beliebigen Längen, quasi als Meterware, und gewinnt auch das Grundgerüst der Schlitten durch Abtrennung der benötigten Breitenmaße aus einem Aluminium-Vierkantprofil.

Anschließend bearbeiten die Niedersachsen die abgefrästen Profilstücke in standardisierten Schritten. Die verwendeten Positionierachsen LSZ 60 ermöglichen eine besonders platzsparende Konstruktion. Zudem lassen sich die Profile mit anderen T-Nut-Profilen verbinden, sodass Anwender das System bei Bedarf einfach mit weiteren Anbauteilen ausstatten können. Zwei standardmäßige Kupplungsklauen an der Zahnriemenscheibe ermöglichen die Integration von Antriebsmotoren beliebiger Fabrikate.

Bei einem Demonstrationsobjekt für die Messe Automatica in München zum Beispiel stammten Steuerung, Regler und Motoren von SEW-Eurodrive. Das Resultat arbeitet seither vollkommen fehlerfrei, bestätigt Bahr nicht ohne Stolz und erklärt: »Obwohl bei dem Exponat nur lineare Positionierungstechnik zum Einsatz kommt, erreicht unser System bei hoher Bahnpräzision 180 Zyklen pro Minute.«

Auf einen Blick

- Die Bahr Modultechnik GmbH mit Sitz im niedersächsischen Luhden entwickelt, produziert und vertreibt modulare Positioniersysteme aus selbsttragenden Aluminiumprofilen.

- Das Produktportfolio umfasst Module mit unterschiedlichsten Führungs- und Antriebskonzepten wie Zahnriemen, Kugelroll- und Trapezgewindespindeln, Zahnstangen oder Linearmotoren und lässt sich nahezu beliebig kombinieren. Dazu kommen kundenspezifische Sonderanfertigungen.

Erschienen in Ausgabe: 02/2015