Wie von Geisterhand

Sensorik

Längenmesssysteme – Moderne Roboter bewegen Werkstücke in sehr hoher Geschwindigkeit. Damit sie sich bei extrem schnellen Zykluszeiten nicht vergreifen, braucht es präzise Messinstrumente. Omron Adept setzt dabei auf Systeme von Wachendorff Automation.

04. Juni 2016

Kleine, mobile Roboter fahren fast lautlos herum, und von einem Besprechungstisch wehen englische Sprachfetzen herüber. Man könnte annehmen, irgendwo im Silicon Valley gelandet zu sein, stattdessen spielt sich die Szene mitten in Dortmund ab – im Applikationslabor von Omron Adept Technologies, einem weltweit tätigen Hersteller von Industrierobotern, der seinen Hauptsitz tatsächlich in Kalifornien hat.

Schon seit 1986 befindet sich die Europazentrale für Vertrieb, Service und Training in Dortmund. Im hiesigen Labor finden sich die meisten Produkte des Unternehmens, die so klingende Namen wie Cobra oder Hornet haben, in Funktion wieder. »Wir führen hier vor allem Machbarkeitsstudien durch«, erklärt Schulungsleiter Günter Graß. »Wenn ein Kunde eine Automatisierungslösung sucht, dann kann er hier ausprobieren, ob unsere Roboter die gewünschten Zykluszeiten schaffen.«

Automationsaufgaben wurden in den letzten Jahren immer komplexer und die angestrebten Zykluszeiten immer kürzer – hocheffiziente Lösungen sind heute gefragt. Sie müssen innerhalb von Sekundenbruchteilen die sich bewegenden Werkstücke erkennen, aufnehmen und richtig platzieren. Dazu gibt es ganz verschiedene Methoden. Kleine Teile werden häufig mit Hilfe von Druckluft angesaugt. Andere müssen vorsichtig gegriffen werden. Bei wieder anderen ist wichtig, dass sie in einer bestimmten Position zum Liegen kommen.

Oft ist es mit der reinen Förder- und Zuführtechnik nicht getan. Verpackungsanlagen für Zeitschriften etwa sorgen vollautomatisch dafür, dass zu jedem Heft ein Gimmick gepackt und das ganze Paket in Folie eingeschweißt wird. Omron Adept Technologies ist gerade bei solchen komplexen Anwendungen ein gefragter Systemanbieter und liefert neben dem Roboter auch die komplette Software und Bildverarbeitung gleich mit.

Um den Erfassungsbereich der Kamera und die Bewegung der Greifer präzise aufeinander abzustimmen, ist es wichtig, die Bandgeschwindigkeit exakt zu messen. Nur wenn sie bekannt ist, kann die Steuerung errechnen, wann das Werkstück beim Greifer ankommt und aufgenommen werden kann.

Zwar gibt es Systeme, die die Bandgeschwindigkeit direkt am Motor abnehmen – hier werden aber äußere Einflüsse wie der Schlupf des Bandes nicht berücksichtigt. Zusätzlich zu immer kürzer werdenden Zykluszeiten kommt es aber auf allerhöchste Präzision an, und die erreicht man nur, wenn die Geschwindigkeit direkt am Band abgenommen wird und das möglichst nah am Werkstück.

Lösung gefunden

Um hier eine ebenso sichere wie einfach zu integrierende Lösung zu haben, entschied man sich bei Omron Adept für das neue Längenmesssystem LMSMA von Wachendorff Automation. Der Hersteller aus dem Rheingau hatte auf der Fachmesse SPS/IPC/Drives in Nürnberg das neue Produkt ausgestellt und damit die Aufmerksamkeit von Günter Graß und seinen Kollegen auf sich gezogen.

»Wir waren auf der Suche nach einer Lösung, die universell einsetzbar ist, da unsere Produkte in sehr vielen unterschiedlichen Branchen bis hin zur Lebensmittelindustrie Verwendung finden«, erklärt der Applikationsingenieur. Außerdem sollte sie möglichst lange Standzeiten und eine hochwertige Anmutung haben, um zu den robusten und langlebigen Produkten von Omron Adept zu passen.

Sofort wurden die neuen Längenmesssysteme aus patentiertem Federarm, Drehgeber, Messrad und Montagewinkel bestellt und die hohen Erwartungen, die damit verbunden waren, voll erfüllt. »Besonders praktisch ist, dass man den Anpressdruck über eine Rasterung an der Grundplatte ganz einfach einstellen kann«, nennt Graß den Grund, warum das System so präzise arbeitet und Schlupf vermieden wird. Eine Spezialfeder sorgt für einen dauerhaft gleichmäßigen Anpressdruck. Bei den neuen Systemen ist die Vorspannung der Feder in Schritten zu fünf bis maximal 30 Newton Vorspannung einstellbar.

Montiert wird das Messsystem mittels einer Grundplatte und Schrauben, deren Abstand an die gängigen Befestigungsprofile angepasst ist. Mit einer verliersicheren Zentralschraube lässt sich das Messsystem mit der Grundplatte schnell und sehr einfach verbinden. Wenn keine direkte Montagemöglichkeit an der Anlage vorhanden ist, können unterschiedliche Einbaulagen über den sehr variabel ausrichtbaren Haltewinkel realisiert werden.

Die Messräder mit 200 oder 500 Millimeter Umfang sind mit unterschiedlichen Belägen verfügbar, um sie so an die jeweilige Band- beziehungsweise Materialbeschaffenheit anzupassen. Das Spektrum reicht von Papier, Pappe und Holz über weiche Kunststoffe, Textilien, Teppich, Leder oder Vlies bis zu Draht, Stahlprofilen, Kabeln, gefetteten Metallen oder lackierten Oberflächen.

Besonders praktisch sei für Omrom Adept die Möglichkeit, mit einem Handgriff den Federarm in eine Ruheposition zu versetzen und dort zu fixieren, meint Graß: »Für Wartungs- oder auch Reinigungsarbeiten müsste man sonst immer das ganze System entfernen und nachher wieder justieren. So können wir mit einem Handgriff den Arm vom Band heben, oben lassen und später einfach wieder absenken. Das System arbeitet passgenau und mit dem ursprünglichen Anpressdruck weiter.«

Für die Geschwindigkeitsmessung ist beim LMSMA ein inkrementaler Drehgeber zuständig. Auch er ist robust und verträgt hohe Lagerlasten. Mit Auflösungen zwischen 1,0 und 0,08 Millimeter pro Impuls kann er mit schnellen Omron-Adept-Robotersysteme bestens Schritt halten. 

Highlights LMSMA

- Einstellbarer Anpressdruck.

- Abgestimmte Messräder.

- Wählbare Auflösungen.

- Geringer Platzbedarf.

- Hohe Standzeiten durch große mechanische Robustheit.

- Schnelle und flexible Montage.

- Fixierung in Ruheposition.

Erschienen in Ausgabe: 05/2016