Hubsäule LC3 im Transportroboter im Einsatz

Die Produktpalette der Firma Smart Robotics, ein Tochterunternehmen der ESCAD Gruppe in Pfullendorf, umfasst neben Leichtbaurobotersystemen auch Lösungen für Intralogistikanforderungen. Basis für diese Lösungen sind die Produkte von Mobile Industrial Robots. Für den Fahrroboter MiR entwickelt Smart Robotics standardisierte oder individuell für jeden Kundenbedarf angepasste Aufbauten. Da es beispielsweise keine genormten Höhen in industriellen Fertigungshallen gibt, müssen die Roboter bei der Übergabe der Produkte unterschiedliche Höhen ausgleichen. Diese Aufgabe übernimmt in dem Transportroboter logiCON|Lift ein Aufbau mit einer elektrischen Hubsäule von LINAK. 

Nicht nur die Höhen der Auf- und Abgabestellen sind in Produktionsstätten unterschiedlich – die gesamten Produktionsabläufe und die notwendigen Aufgaben der Transportroboter unterscheiden sich. Smart Robotics bietet individuelle Systeme an, die exakt den Anforderungen entsprechen. „Die Herausforderung für die Konstruktion unseres logiCON|Lifts war, dass nur ein geringes Einbaumaß zur Verfügung stand, wir aber einen möglichst großen Hub benötigten. Außerdem musste die Säule extrem stabil sein“, berichtet Daniel Moritz, verantwortlicher Konstrukteur für den logiCON|Lift. Hilfreich bei dieser Anforderung war unter anderem die seitliche Kabelführung, die bei der LINAK Säule LC3 möglich ist. Je nach Anwendung ist der Roboter auch Staub und Spritzwasser ausgesetzt. Hier erfüllt die LC3 mit der Schutzart IPX4 ebenfalls die Bedürfnisse, optional ist sogar IPX6 möglich. Die Techniker von Smart Robotics haben sich viele elektrische Hubsäulen angeschaut, die auf dem Markt erhältlich sind. Bevor man sich bei Smart Robotics für die LC3 von LINAK entschied, wurden noch zahlreiche andere elektrische Verstellmöglichkeiten getestet.  LINAK hat 2018 die elektrische Hubsäule auf den Markt gebracht und bietet sie in drei unterschiedlichen Versionen an: mit 4.000 Newton, 5.000 Newton oder 6.000 Newton Kraft auf Druck. Das kompakte Einbaumaß der Standardversion von gerade einmal 320 mm bei einer Hublänge von 400 mm ermöglicht zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. 

„Wir haben zunächst versucht, die Höhenverstellung mit Standard-Hubsäulen zu realisieren, die auch im Möbelbereich zum Einsatz kommen. Es war aber schnell klar, dass diese unsere Anforderungen nicht erfüllen“, erläutert Hendrick Pierburg, zuständiger Projektleiter bei der Smart Robotics GmbH. Die guten Eigenschaften im Bereich der Stabilität und das kompakte Einbaumaß gaben schließlich den Ausschlag für die LINAK LC3 Säule. Der Transportroboter muss die Produkte exakt übergeben, die Konstruktion muss stabil sein, Fahrten und Stöße aushalten können und im täglichen Produktionsalltag bestehen. „Wenn die Säule zu viel Spiel hat, dann ist das für die meisten Anwendungssituationen sehr schlecht“, so Hendrick Pierburg weiter. 

Die Inbetriebnahme und Programmierung des Transportroboters ist über eine Weboberfläche einfach zu erledigen. Der Roboter fährt seine Umgebung ab und erstellt eine Art Karte, die Grundlage für die eigene Navigation ist. Die unterschiedlichen Arbeitsschritte werden dann über die Oberfläche einfach zusammengestellt. Die Anbindung der LC3 direkt in die Steuerung des Roboters war für die Konstrukteure von Smart Robotics einfach umzusetzen. Die Lagerückmeldung wird über Potentiometer realisiert. Optional sind auch Hall-Sensoren erhältlich. „Wir sind von der Qualität der Hubsäule überzeugt. Auch das leise Geräuschniveau ist bei manchen Anwendungen durchaus von Vorteil“, erläutert Manuel Kramer, Leiter Elektrotechnik und Support bei Smart Robotics. Neben dem Fahrroboter kommt die Säule LC3 auch in einem Leichtbau-Roboter zum Einsatz. Hier war die Anforderung, dass der gesamte Roboterarm während seiner Tätigkeit in der Höhe verfahren werden muss. 

"We initially tried to implement height adjustment using standard lifting columns, similar to those used in the furniture sector. However, it quickly became clear that these do not meet our requirements," says Hendrick Pierburg, project manager at Smart Robotics GmbH.

The excellent features, which provide stability, and compact installation dimension ultimately tipped the scales for the lifting column LC3. The transport robot needs to be able to handle products and place them with great precision, and the design needs to be stable in order to withstand runs, bumps and day-to-day production in general.

"If a column has too much play, it is very bad for most application situations," says Pierburg.

The transport robot is easy to commission and program via a web interface. The robot, driving around in its environment, creates a kind of map, which is the basis for its own navigation. The different work steps are then simply put together via the interface. It was very easy for the Smart Robotics designers to connect the LC3 directly to the robot's control system. The position feedback is provided via potentiometer and Hall sensors are also available as an option.

"We are convinced by the qualities of the lifting column. The low noise level is also a great advantage for most applications," says Manuel Kramer, Head of Electrical Engineering and Support at Smart Robotics.

In addition to the mobile robot, the LC3 is also used in a lightweight robot. The requirement here was to move the entire robot arm upwards during operation.

"Stability is very important for this application, especially, because the robot's activities have to be performed with extreme precision," says Hendrick Pierburg. When developing the LC3, LINAK placed great emphasis on stability meaning that the column can also be used for applications such as operating tables or other advanced medical equipment. The column's dynamic bending moment is up to 1,400 Nm – statically up to 3,000 Nm – are within requirements though.