Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Beitrag drucken

Induktive Drehgeber zum genauen positionieren

Roboter mit Feingefühl

Körper passgenau in eine entsprechend geformte Halterung einsetzen ist für Menschen eine leichte Aufgabe. Robotern das dafür nötige Feingefühl beizubringen, ist hingegen ein sehr anspruchsvolles Vorhaben. Dieser Herausforderung stellte sich der Schleifmaschinenbauer Strausak gemeinsam mit dem Roboteranbieter Stäubli und dem Drehgeber-Hersteller Heidenhain.

Roboter mit Feingefühl: Um auf der dicht bestückten Palette - hier für 150 Werkzeuge mit Durchmesser 10 mm - ein Werkzeug zu greifen, muss der Roboterarm ganz genau geführt werden. (Bild: Dr. Johannes Heidenhain GmbH)

Um auf der dicht bestückten Palette – hier für 150 Werkzeuge mit Durchmesser 10 mm – ein Werkzeug zu greifen, muss der Roboterarm ganz genau geführt werden.
Bild: Dr. Johannes Heidenhain GmbH

Gegenstände von A nach B und wieder zurück zu legen, scheint auf den ersten Blick keine große Kunst zu sein. Wären da nicht die Passgenauigkeitsanforderungen der Werkzeugaufnahmen und die enge Bestückung der Werkzeugpaletten. Die anspruchsvollen Schleifvorgänge, die auf U-Grind-Maschinen von Strausak laufen, dauern in der Regel recht lange. Das Werkzeugmaterial Hartmetall und die komplexen Geometrien führen dazu, dass das Schleifen einer Kleinserie von fünf Spezialwerkzeugen einige Stunden in Anspruch nehmen kann. Eine Automatisierungslösung mit dem Bestückungsroboter macht dann eine mannlose Schicht möglich.

Die Suche nach dem richtigen Roboter

Die Aufgabe des Roboterarms in der Schleifmaschine besteht darin, ein nachzuschleifendes Werkzeug oder einen zu schleifenden Rohling aus einer Palette zu entnehmen und in die Werkzeugaufnahme der Schleifvorrichtung zu stecken. Nach dem Schleifen läuft dieser Vorgang natürlich auch wieder in umgekehrter Reihenfolge ab: Der Roboter entnimmt das geschliffene Werkzeug aus der Aufnahme und stellt es wieder in einer Palette in der vorgesehenen Aufnahmebohrung ab. Bei der Suche nach dem geeigneten Roboter entschieden sich die Strausak-Ingenieure für ein Modell des Roboterherstellers Stäubli. Ausschlaggebend waren zwei Faktoren: zum einen die erreichbare Genauigkeit des Roboterarms, zum anderen das Serviceangebot rund um die Einrichtung der Roboterlösung. Dennoch lauerte die Tücke im Detail. Während herkömmliche Spannzangen noch automatisierungsfreundliche Toleranzen haben, sind die häufig verwendeten Hydrodehn-Spannfutter eine echte Herausforderung für den Roboter, da sie nur eine geringe Durchmessertoleranz bieten. Auch die Entnahme des Werkzeugs auf der eng bestückten Palette, die Bewegung hin zur Werkzeugaufnahme und das Einstecken des Werkzeugs in die Aufnahme ist für ihn eine hochkomplexe Präzisionsbewegung. Alle sechs Achsen müssen interpoliert werden, um die geraden Einsteck- und Absetzbewegungen auszuführen.

Roboter mit Feingefühl: Der Stäubli-Roboterarm automatisiert die Bestückung der Werkzeugaufnahme in der Strausak-Schleifmaschine. (Bild: Dr. Johannes Heidenhain GmbH)

Bild: Dr. Johannes Heidenhain GmbH

Drehgeber schaffen die Genauigkeitsanforderungen

Stäubli setzt im Roboter für die Maschine an den Achsantrieben induktive Heidenhain-Drehgeber vom Typ EQI 1100 mit einer Auflösung von 18Bit ein. In jeder Achse sitzt ein Drehgeber. Sie liefern Positionsdaten mit der notwendigen Genauigkeit, um den Greifer an der Spitze des Roboterarms so zu führen, dass er das Werkzeug sicher aus der engbestückten Palette entnimmt, passgenau in die Werkzeugaufnahme einsteckt und nach der Bearbeitung auch wieder zurück in die Palette setzt. Dafür muss der Roboter an der Spitze seines Greifers eine Positioniergenauigkeit von 50µm erreichen. Die absoluten Positionsdaten sind dabei ein wesentliches Erfolgskriterium. Die Maschinensteuerung, über die nicht nur der Schleifvorgang, sondern auch der Roboter gesteuert wird, kennt dadurch die genaue Lage des Roboterarms im Maschinenraum. Ein Referenzieren des Roboters ist weitestgehend überflüssig, Kollisionen aufgrund einer noch nicht ermittelten Position können vermieden werden.

Platzsparende Lösung dank kompakter Messgeräte

Aufgrund des induktiven Messprinzips bauen die Drehgeber sehr kompakt, was sie für die beengten Platzverhältnisse im Roboterarm prädestiniert. Der Roboterarm ist in seiner Ruheposition kaum sichtbar, so versteckt schmiegt er sich in eine Ecke des Maschinenraums. Dennoch gibt es Weiterentwicklungsmöglichkeiten: Derzeit wird daran gearbeitet, dass der Roboter nachfassen und nachschieben kann, wenn er sehr lange Werkzeuge in die Werkzeugaufnahmen einsetzt. Auch ein Wechsel der Aufnahmen steht auf der Agenda. So könnten dann Werkzeuge mit unterschiedlichen Schaftdurchmessern ohne zwischenzeitliches manuelles Einrichten der Werkzeugaufnahme bearbeitet werden.

Roboter mit Feingefühl: In jeder Achse des Roboterarms ermitteln induktive Heidenhain-Drehgeber vom Typ EQI 1100 die aktuelle Position. (Bild: Dr. Johannes Heidenhain GmbH)

In jeder Achse des Roboterarms ermitteln induktive Heidenhain-Drehgeber vom Typ EQI 1100 die aktuelle Position.
Bild: Dr. Johannes Heidenhain GmbH


Das könnte Sie auch interessieren:

Erfolgreiche KI-Projekte kombinieren das Domänenwissen von Prozessbeteiligten mit der Expertise von Datenanalysten und IT-Spezialistinnen. Da nicht jedes Maschinenbauunternehmen über diese drei wichtigen Kompetenzfelder verfügt, sind Kooperationen wichtige Bestandteile von KI-Projekten.‣ weiterlesen

Extreme Networks hat die Verfügbarkeit des Wi-Fi 6E Access Point bekanntgegeben. Als Wireless-Plattform erweitert der Zugangspunkt den Einsatzbereich auf das 6GHz-Frequenzband. Das Gerät wurde für Umgebungen mit hohen Anforderungen an Bandbreite und Nutzerdichte entwickelt und zeichnet sich Anbieterangaben zufolge durch seine Perfomance, Funktionalität und Sicherheit aus.‣ weiterlesen

Die Ersatzteilversorgung in der Automobilindustrie besitzt einen sehr kurzfristigen Charakter. Anwendungen zum Abbilden solcher Prozesse sind S/4Hana Supply Chain Management sowie S/4Hana-Automotive-Ersatzteilmanagement. Die wichtigen Zielgrößen für die Versorgungsqualität sind Lieferservicegrad und Time-to-Delivery.‣ weiterlesen

Im Cloud-Projekt Gaia-X entstehen Infrastruktur-Angebote, mit denen Hersteller digitale und vernetzte Produkte entwickeln können, ohne in Abhängigkeit zu Technologiekonzernen zu geraten. Die Strukturen dafür sind bereits etabliert. Jetzt ist es an den Produzenten, durch ihre Mitwirkung aus dem Projekt eine europäische Erfolgsgeschichte zu machen.‣ weiterlesen

Werma bietet ein neues Ruf- und Meldesystem zur Prozessoptimierung in Fertigung, Logistik und an manuellen Arbeitsplätzen an. Mit dem Andon WirelessSet lassen sich Probleme bei der Produktion per Knopfdruck melden, um die Behebung zu beschleunigen.‣ weiterlesen

Alle Werte einer Lieferkette im Blick zu behalten, ist eine Mammutaufgabe - können diese doch schnell in die Millionen gehen. Behälter mit benötigten Materialien müssen nicht mal verschwinden, schon der falsche Lagerplatz im Werk kann die Produktion ausbremsen. Tracker können dafür sorgen, dass nichts Wichtiges aus dem Blick gerät.‣ weiterlesen

Siemens und Zscaler arbeiten zusammen, um Kunden den sicheren Zugriff vom Arbeitsplatz im Büro oder mobil auf Operational-Technology(OT)-Systeme und -Anwendungen im Produktionsnetzwerk zu ermöglichen.‣ weiterlesen

Der österreichische Ableger von Bechtle hat Open Networks erworben. Die neuen Spezialisten bringen insbesondere Erfahrung in den Bereichen Application Services, Datacenter, Security und Netzwerk mit. Die Firma betreut rund 250 Kunden im Alpenstaat.‣ weiterlesen

Viele Konzepte etwa für Modern Workplaces und Digitalisierung hinterfragen Unternehmenskonzepte, die auf traditionelle Strukturen und Hierarchien setzen. Robert Lindner, Senior Regional Director & Country Manager Germany bei Red Hat, hat vier zentrale Grundsätze herausgearbeitet, wie sich Innovation befördern lässt, insbesondere als ein Unternehmen im Open-Sorce-Softwaremarkt.‣ weiterlesen

Panasonic hat sämtliche Unternehmensanteile des IT-Plattformanbieters Blue Yonder erworben. Der Kauf ist Teil der Konzern-Strategie, einzelne Geschäftsfelder zu stärken. Blue Yonder bewertet die Investition mit 8,5 Milliarden US-Dollar.‣ weiterlesen

Die Auftragsbücher im Maschinen- und Anlagenbau füllen sich, aber immer mehr Firmen verzeichnen Engpässe in ihren Lieferketten. Auch der Fachkräftemangel wird vermehrt zum Problem. Zu diesen Erkenntnissen kommt der VDMA nach einer seiner sogenannten Blitz-Umfragen.‣ weiterlesen

Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige
Anzeige