Getriebe

Roboter-Bestückung leicht gemacht

Bürkle hat sich auf die Automatisierung von Fertigungsprozessen spezialisiert. Für ihre kundenspezifischen Lösungen setzen die Spezialisten Roboterzellen ein, die sich schnell und leicht verschieben lassen. In einer Handling-Einheit zur Beschickung von CNC-Maschinen übernehmen Zahnstangengetriebe von Leantechnik diese Aufgabe.  

 

Das Dienstleistungsangebot der Alexander Bürkle robotic solutions GmbH umfasst neben der Modernisierung und Wartung von Anlagen auch die Entwicklung schlüsselfertiger Systeme. Zu den Kunden der Automatisierungsexperten zählen nicht nur Maschinenbauer und Automatisierer, sondern auch produzierende Unternehmen.  

Unweit des Bodensees arbeitet ein Team aus hochspezialisierten Ingenieuren und Technikern an Lösungen, um Prozesse zu optimieren und Mitarbeiter in Fertigung und Logistik von körperlich anstrengenden, monotonen Arbeiten zu entlasten. Die Anlagen tragen zudem zur Effizienzsteigerung bei und ermöglichen es den Auftraggebern, ihre Produktion trotz hoher Lohnkosten am Standort Deutschland zu halten. 

Mittlerweile haben die Spezialisten aus Singen mehr als 250 Automatisierungssysteme entwickelt und installiert. Das Herzstück jeder Anlage ist eine verschiebbare Zelle, in der sich ein Industrie- oder Leichtbauroboter befindet. Dieser kann für die verschiedensten Anwendungen eingesetzt werden – für Pick-and-Place-Aufgaben ebenso wie für die Durchführung von Schweißfügungen, Qualitätskontrollen oder die Beschickung von CNC-Maschinen in der Metallverarbeitung.  

Die flexible Handlingzelle hat für den Maschinenbetreiber einen großen Vorteil: „Falls der Roboter einmal ausfallen sollte, lässt sie sich einfach zur Seite bewegen, sodass die Maschine manuell bestückt werden kann“, erklärt Simon Potzkai, Vertriebsingenieur bei Alexander Bürkle robotic solutions, das Konzept. „Würde man eine statische Anlage konstruieren, müsste man sie so planen, dass der Werker an jeden Ort der Maschine gelangen kann. Das wäre viel aufwändiger als die Entwicklung einer anwendungsspezi-fischen Verschiebe-Vorrichtung.“ 

Besondere Lösung erforderlich 

Bei der Automatisierung einer CNC-Fräsmaschine für die Metallbearbeitung war die Konstruktion der beweglichen Roboterzelle allerdings nicht ganz so einfach. Die Herausforderung bestand vor allem im Gewicht der Handling-Einheit: Herkömmliche Lineartechnik, die Alexander Bürkle sonst für seine Anlagen verwendet, eignete sich für die hohe Traglast von 1.650 kg nicht. Auf der Suche nach einer Alternative stießen die Ingenieure schließlich auf die hochgenauen und robusten Zahnstangengetriebe von Leantechnik.  

Für Anwendungen, die eine hohe Positioniergenauigkeit und Querkraftaufnahme erfordern, hat Leantechnik die Zahnstangengetriebe der lifgo-Serie entwickelt. Das Besondere an den Getrieben ist die 4-fache-Rollenführung der Zahnstange: Sie sorgt für einen besonders präzisen Hub und ermöglicht hohe Traglasten. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich die lifgo-Serie sehr gut für den Einsatz in Handling- oder Verpackungsanlagen. Leantechnik fertigt die Getriebe in unterschiedlichen Baureihen mit Hubkräften zwischen 2.000 N und 25.000 N und einer Hubgeschwindigkeit von 3 m/s. Neben der Ausführung lifgo gibt es auch Varianten für Anwendungen mit langen Verfahrwegen oder für Greif- und Zentrierbewegungen. Besonders laufruhig sind die Zahnstangengetriebe der Reihe lifgo SVZ, denn ihre schräggestellten Zähne verursachen nur sehr wenig Reibung.  

Zahnstangengetriebe machen die Roboterzelle mobil 

Das Ingenieursteam von Alexander Bürkle robotic solutions wählte für die Verschiebeeinheit der CNC-Maschine Zahnstangengetriebe der lifgo-Baureihe 5.1. Diese Getriebe weisen eine statische Tragzahl von 51.200 N und eine Hubkraft von 3.800 N auf und halten dem hohen Gewicht der Roboterzelle deshalb zuverlässig stand. Da die Verschiebe-Einheit einen Verfahrweg von 1200 mm bewältigen muss, entschieden sich die Automatisierungs-spezialisten für die Baureihe lifgo 5.1 linear. Durch die Aneinanderreihung beliebig vieler Zahnstangen kann diese Getriebe-Variante auch sehr lange Hübe ausführen.    

Der Kunde hatte für seine CNC-Maschinen mehrere Verschiebe-Einheiten bestellt. Jede der Roboterzellen ruht auf einer Stahlplatte, unter der sich drei Holme mit den Abmessungen 80 x 80 mm befinden. An die Holme sind Führungsschienen und Führungswägen angebaut sowie pro Zelle drei lifgo 5.1 linear-Zahnstangengetriebe. Die Führungsschienen sind über 10 mm starke Metallplatten mit dem Hallenboden verbunden, für den Antrieb der Verschiebe-Einheit sorgt ein Drehstrom-Getriebemotor.  

Eine wichtige Vorgabe des Maschinenbauers lautete, dass das Verfahren der Roboterzelle nicht länger als 30 Sekunden dauern sollte. Darüber hinaus galt es zu berücksichtigen, dass die Zelle durchschnittlich zwei bis dreimal pro Schicht hin und her bewegt wird. Mithilfe der lifgo 5.1 linear-Getriebe konnten die Ingenieure diese und alle weiteren Anforderungen des Kunden problemlos erfüllen.  

Für einfache Hubaufgaben 

Neben den lifgo-Zahnstangengetrieben fertigt Leantechnik auch Ausführungen mit rundgeführter Zahnstange. Die lean SL-Getriebe eignen sich für einfache synchrone Hubaufgaben ohne Querkraftaufnahme. Sie verfügen über eine rundgeführte Zahnstange, die einen großen Durchmesser sowie eine breite Verzahnung aufweist und daher besonders biegesteif ist. lean SL-Zahnstangengetriebe gibt es in verschiedenen Größen mit Hubkräften von 300 N bis 25.000 N. Die Getriebe erzielen Hubgeschwindigkeiten von bis zu 0,6 m/s und können in den unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt werden – in Hubtischen ebenso wie in Transfer- oder Shuttle-Anlagen. 

Da die lifgo- und lean SL-Serie im Baukastensystem gefertigt werden, lassen sie sich beliebig miteinander kombinieren. Anwender können deshalb mit den Zahnstangengetrieben nahezu jedes denkbare Handling- oder Positioniersystem konstruieren. Darüber hinaus plant und fertigt Leantechnik aber auch teil- und funktionsfertige Anlagen nach Vorgaben des Kunden unter dem Namen leanSystems. 

Bestens bewährt  

Die Alexander Bürkle robotic solutions GmbH verbaut die Zahnstangengetriebe seit mittlerweile drei Jahren in ihren Verschiebe-Einheiten. „Wir sind sowohl mit dem Produkt als auch mit dem Service sehr zufrieden“, berichtet Vertriebsingenieur Simon Potzkai. Er ist sich sicher: „Wenn das nächste Automatisierungsprojekt mit hohen Tragzahlen ansteht, werden wir wieder Zahnstangengetriebe von Leantechnik verwenden.“ 

Bilder: Leantechnik AG; Alexander Bürkle robotic solutions GmbH 

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