Sicherheit bei großen und kleinen Robotern
Industrieroboter sind so unterschiedlich wie ihre Einsatzgebiete. Für die verschiedenen Baugrößen, Bauarten und Lasten lässt sich zwar die passende Sicherheitsbremse finden, allerdings gibt es keine Lösung „von der Stange“, die für alle Anwendungen gleichermaßen geeignet ist. Wir sind seit vielen Jahren im Robotik-Markt tätig und haben unterschiedliche elektromagnetische Federdruck- sowie Permanentmagnetbremsen im Produktprogramm. Deshalb haben wir für nahezu alle Robotermodelle die passende, perfekt auf Bauraum, Haltekraft, Lebensdauer oder Temperaturbereich abgestimmte Bremsenlösung – für große Industrieroboter ebenso wie für kleine Knickarm-, Delta- oder kollaborative Roboter. Wir unterstützen Sie gerne bei der Auswahl, bei technischen Fragen mit Beratung oder bei speziellen Aufgabenstellungen mit applikationsspezifischen Entwicklungen.
Ein Blick hinter die Kulissen
So wurde beispielsweise von Yuanda Robotics ein neuer, sehr vielseitig einsetzbarer kollaborativer Roboter entwickelt. Als Allround-Werkzeug, das sich schnell integrieren lässt, eignet sich der kleine Roboter für Präzisionsanwendungen in verschiedenen industriellen Umgebungen. Er kann bei halb- und vollautomatisierten Prozessen eingesetzt werden und dabei nahtlos mit dem Menschen zusammenarbeiten. Die sechs Robotergelenke des Cobots, der eine Tragkraft bis 7 kg hat, bieten allerdings kaum Raum für die Sicherheitsbremsen. Gesucht wurden also kleine, vor allem sehr flache Bremsen, die gleichzeitig aber noch einen großen Innendurchmesser haben sollten, um die Verkabelung hindurchführen zu können. Eine Stiftverriegelung, wie sie in ähnlichen Roboterarmen verwendet wird, kam aufgrund des hohen Anspruchs an die Sicherheit für Yuanda nicht infrage. Daher wandte sich Yuanda an unsere Bremsenspezialisten, die mithilfe eines speziell gegründeten Robotik-Teams innerhalb kürzester Zeit maßgeschneiderte, besonders flache Federdruckbremsen entwickelten, mit denen Yuanda das Projekt dann zügig in die Realität umsetzen konnte. Dabei haben flexible Methoden, kreative Arbeitsweisen und die enge Zusammenarbeit zwischen Anwender, Vertrieb und Technik die Entwicklungszeit der neuen Produkte deutlich verkürzt.
Agile Entwicklungsmethoden sparen Zeit und Kosten
Denn unser Robotik-Team arbeitet nicht nach dem in der Produktentwicklung meist üblichen linearen Vorgehen des sogenannten Wasserfallmodells, das in streng aufeinander folgenden Projektphasen organisiert ist. Dabei gehen die Phasen-Ergebnisse kaskadenartig wie bei einem Wasserfall immer als bindende Vorgaben für den nächsttieferen Projektschritt ein. Für eine Produktenwicklung muss der Kunde seine Anforderungen in Pflichten- oder Lastenheften also haarklein definieren – und zwar vor Projektbeginn. Oft kristallisiert sich jedoch erst im Laufe des Entwicklungsprozesses heraus, welche Funktionen im Einzelnen tatsächlich benötigt werden. Die Entwicklung einer neuen Robotikbremse hätte auf diese Weise gut zwei Jahre gedauert. Deshalb verfolgte unser Robotik-Team einen neuen Weg.
Zum Erfolg von Entwicklungsprojekten trägt einfache und effiziente Kommunikation mindestens ebenso bei wie die eingesetzten Arbeitsmethoden. Aufgrund dessen arbeitet unser Team nach dem agilen Prinzip, d.h. es kollaboriert sehr eng mit dem Kunden und steht im ständigen Kontakt mit ihm. Details können so schnell geklärt und Missverständnisse sofort beseitigt werden. Die Gefahr, dass Produkte in eine falsche Richtung entwickelt werden, wird durch mehrere Zwischenziele minimiert. Über regelmäßige Feedbackrunden zwischen dem Kunden und den Bremsenexperten wird der aktuelle Stand des Projekts geteilt und Anpassungen können direkt einfließen. Insgesamt verkürzte sich die Entwicklungszeit für die flachen Federdruckbremsen mit Hohlwelle auf ein halbes Jahr. Erste Muster standen sogar schon nach drei Monaten zur Verfügung, sodass Yuanda Robotics im Projekt „Cobot“ zügig erste Tests realisieren konnte.
Das Ergebnis: Unsere Servo Slim Line
Das Ergebnis dieser Entwicklungsarbeit waren die Federkraftbremsen der Servo Slim Line-Baureihe. Dementsprechend sind die elektromagnetischen Bremsen dieser Reihe bestens für Leichtbauroboter bis etwa 20 kg Traglast geeignet, bei denen die Kabel durch den Innenraum des Roboterarms geführt werden. Darüber hinaus können diese Federdruckbremsen auch problemlos in anderen Applikationen verwendet werden, die geringe geometrische Abmessungen erfordern. Typische Anwendungsbereiche finden sich z.B. bei Fahrerlosen Transportfahrzeugen (AGV), bei medizintechnischen Anwendungen und überall dort, wo ein platzsparendes Design und ein geringes Gewicht unabdingbar sind. Die „schlanken“ Einscheibenbremsen sind bezogen auf ihre Leistungsdichte flacher und leichter als der Marktstandard und durch ihre großen Innendurchmesser gut für Hohlwellenantriebe geeignet. Grundlage für diese Lösung liefert eine patentierte Fertigungstechnologie.
Neue Maßstäbe setzen – Geringer Neuluftspalt durch neue Fertigungstechnologien
Bei konventionellen Federdruckbremsen gilt es beim Luftspalt, d.h. beim Abstand zwischen Reibscheibe und Ankerplatte, immer die fertigungsbedingten Toleranzen zu berücksichtigen. Beim Auslegen der Bremse auf den Worst-Case-Fall wird der maximale Neuluftspalt berücksichtigt. Sowohl die Lebensdauer als auch das Drehmoment stehen im direkten Zusammenhang mit dem sogenannten maximalen Betriebsluftspalt, der sich aus dem maximalen Neuluftspalt und dem Verschleiß ergibt. Es gilt also, den maximalen Neuluftspalt so gering wie möglich zu halten. Mit konventionellen Fertigungstechnologien lassen sich Neuluftspalttoleranzen erreichen, die zwischen ein bis zwei zehntel Millimeter liegen. Mit unserer bewährten Lösung sind hingegen Neuluftspalttoleranzen im Bereich von gerade einmal vier hundertstel Millimeter Standard. Das Potential, das wir dabei einsparen, wird beispielsweise zur Erhöhung des Halte-Drehmoments oder auch zur Verlängerung der Lebensdauer genutzt und somit die Leistungsdichte der Bremse erhöht. So stellen wir sicher, dass Sie das bestmögliche Produkt erhalten.
Unser Versprechen: Was drauf steht, ist auch drin
Bei der Validierung und Verifikation der Werte können Sie sich auf unser kompetentes Labor verlassen, das mit Prüfvorrichtungen für den Messbereich von 0,01 Nm bis hin zu 10.000 Nm ausgestattet ist. Über die Jahre haben wir eine hohe Kompetenz in der Prüfung und Qualifizierung unserer Produkte aufgebaut. Die Prüfaufbauten spiegeln die Applikationsbedingungen 1:1 wider und können so die reellen Bedingungen abbilden. Sämtliche Messdaten werden unter verschiedenen Einsatzbedingungen wie Temperatur, Reibarbeit, Drehzahl und Drehrichtung aufgezeichnet und für die technischen Daten herangezogen. Durch diese Möglichkeiten können wir Ihnen fundierte technische Angaben bereitstellen.
Falls Sie Hilfe brauchen, um die optimale Bremsenlösung für Ihre Applikation zu finden, können Sie uns gerne kontaktieren! Außerdem können Sie mehr auf unserer Kendrion Industrial Brakes Webseite erfahren!
