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Ab 1 kg Tragkraft wird es spannend

02.09.2008
„Klein“ ist ja nur ein Kriterium, das Roboter bei manchen Applikationen erfüllen sollen. Kommt dann noch eine gewünschte Eigenschaft wie „Geschwindigkeit“ oder „Reichweite“ hinzu, haben die Minis unter den Robotern meist schon ausgespielt. Trotzdem gibt es im Bereich der Roboter mit 1 kg Traglast ein durchaus interessantes Angebot.

Beim Stichwort „kleine Roboter“ ist der Schweizer ein Evergreen: Zur Motek kommt der kleine „Katana“ wieder einmal groß heraus. Auf dem Sensopart-Stand (Halle 6, Stand 6513) zeigt Frei Technik, wie ein Katana mit Bildverarbeitungssystem zwei unterschiedliche, von einem Schwingfördersystem bereitgestellte Teile greift und gezielt auf einem Drehtisch ablegt. „Diese Aufgabe“, werden Experten sagen, „sollte doch jeder Roboter schaffen.“

Mag sein, aber in der Sparte der kleinen Roboter ist das Angebot gar nicht so üppig. Als Grenze hat sich über Jahre eine Traglast von 3 kg herausgestellt. Darüber gibt es ein breites Angebot; nahezu jeder Roboterhersteller kann in diesem Segment ein Gerät anbieten. Darunter ist das Angebot überschaubar – wobei sich industrielle Anwender sicher nicht durch 1000fache Nennung des Begriffes „Miniaturroboter“ im Internet beirren lassen.

Nominell ist der Katana mit 0,5 kg Traglast unterwegs. Systemintegratoren gehen seit Neuestem mit einem Limit von 400 g auf die sichere Seite. Bei einer Reichweite von maximal 600 mm dürften in der Praxis 200 bis 400 mm als optimaler Arbeitsabstand vom Roboterfuß gelten. Eine neue Version, der Katana 450, soll zur Motek kommen. Mechanisch soll die neue Version etwas steifer sein und softwareseitig stabiler laufen.

Mitsubishi-Roboter-Zwerg platziert winzige Teile

In einer ganz anderen Liga spielen dagegen die Doppelarm-Scara der RP-Serie von Mitsubishi Electric. Als kleinster und schnellster Roboter dieser Baureihe kann der RP-1AH in einem Arbeitsbereich, der in etwa der Größe einer DIN-A-6-Seite entspricht, Teile mit einer Präzision von fünf Tausendstel Millimetern platzieren. Produktmanager Reiner Hänel, Mitsubishi: „Eine Teileplatzierung zehnmal genauer als eine Haares-breite gibt es nur mit Mitsubishi-

Robotern.“

Die Doppelarm-Scara-Roboter der RP-Serie sind Hochleistungssysteme, die speziell für das Micro-Handling entwickelt wurden. Die Roboter sind nahezu unschlagbar in puncto Genauigkeit, Geschwindigkeit und Kompaktheit. Ideale Einsatzgebiete der kompakten Vier-Achser gibt es zum Beispiel in der Uhren-, Mobiltelefon- oder Hörgerätefertigung. Eine Zykluszeit von unter 0,5 s sei machbar, heißt es von Mitsubishi.

Gerade die Uhrenindustrie dient als Vorzeigebranche, wenn es um kleine Montageanlagen und Roboter geht. Deren Bedarf ist jedoch „überschaubar“, wie das von Roboterherstellern bezeichnet wird. Volker Spanier, Leiter Factory Automation, Epson Deutschland, Meerbusch: „Das sind fast Nischenmärkte.“ Wer dort präsent ist, hat sich aber den Ruf erarbeitet, für Präzisionsanwendungen das Equipment liefern zu können. Denn Elektroindustrie oder Medizintechnik werden im nächsten Atemzug als potenzielle Abnehmer genannt.

Mini-Scara von Epson ist käuflich zu erwerben

Was Uhren und die Produktion von Uhrwerken betrifft, hat Epson innerhalb des Seiko-Konzerns durchaus einen Vorsprung. Der schon im April in MM Maschinenmarkt vorgestellte G1-Scara zählt fraglos zu den kleinen Robotern. Das 1-kg-Gerät ist bei Seiko im Einsatz und inzwischen auch „in Deutschland als Vorserienmodell käuflich zu erwerben“, wie Volker Spanier zurückhaltend formuliert. Eine hochoffizielle Markteinführung ist für Mitte/Herbst 2009 vorgesehen.

Auch Steffen Wissel, Produktmanager bei Denso Wave, bestätigt, dass gerade die Uhrenindustrie „nach noch kleineren Systemen“ suche: „Die Grenze liegt dann beim Mikrohandling.“ Dabei setzen entweder sehr hohe Stückzahlen oder die gefragte Präzision (mit wenigen Ausnahmen) dem Einsatz von Knickarmen oder Scaras ein Limit. Die kleinsten Roboter mit Denso-Logo sind derzeit die Geräte aus der VP-Serie mit 2 und 2,5 kg Traglast. „Der Markt wächst“, bestätigt Wissel aus der Praxis. Die Nachfrage nach handlichen Systemen steige.

Zahlen nennen Roboterhersteller nicht gerne, bestätigen aber, dass immer mehr Roboter visionunterstützt zum Einsatz kommen – was nicht nur die Messeapplikation des Katana bestätigt: Hersteller und Systemintegratoren zeigen, was machbar ist.

Bei Kleinrobotern triumphiert der Scara

Obwohl Epson mit dem G1 einen kleinen Roboter im Rennen hat, gibt Volker Spanier zu bedenken, dass in der Praxis meist noch andere Eigenschaften gefragt sind: „Das Anforderungsprofil ist natürlich von Anwendung zu Anwendung unterschiedlich. Selten dominiert ein einzelnes Kriterium.“ Baugröße, Geschwindigkeit, Präzision, Reichweite, Langlebigkeit – nicht einmal für Geld kann man alles haben. Dass bei den Robotern mit niedriger Traglast die Scaras dominieren, liegt an der Zahl der Achsen. Denn mit steigender Zahl der Achsen addieren sich, ganz grob gesagt, auch die Toleranzen.

Aus ist es mit der Präzision. Volker Spanier: „Knickarm-Roboter werden auch im niederen Traglastbereich ein Thema werden – und dann auch entsprechend genau arbeiten.“ Noch müssen die Scara-Anbieter die Knickarme nicht fürchten, denn wenn bei sechs Achsen 0,1 bis 0,5 mm Genauigkeit üblich sind, „reden wir bei Scaras über 10 µm.“

Katana kooperiert gefahrlos mit dem Menschen

Über den Katana hört man, dass mit der jetzt zur Motek 2008 präsentierten Version die Baureihe erst einmal ausgereizt sei. Danach könnte eine neue Generation eines Leichtbauroboters in Angriff genommen werden. Schätzungsweise 200 bis 300 Geräte der Baureihen 300/400/450 dürften auf dem Markt sein.

Mag der Roboter der Leichtgewichtsklasse etwas langsamer und weniger präzise sein, hat er doch eines seinen Wettbewerbern voraus, wie Marcus Frei, einer der beiden Geschäftsführer von Frei Technik + Systeme, Villingen-Schwenningen, hervorhebt: „Der USP des Katana ist die ungefährliche und zertifizierte Kooperation mit Menschen.“ Das wollen wir dann doch genauer wissen und fragen nach. Denn für die Roboter der Kuka, ABB, Fanuc, Reis und Co. gibt es ja durchaus auch Konfigurationen mit gemeinsamen Arbeitsbereichen für Mensch und Maschine.

Beim Katana ist die Kooperationsbereitschaft sozusagen integriert, versichert Frei. Denn weder dynamisch noch von der Masse her könne das Gerät einen Schaden anrichten. Deswegen gilt der Katana gerade bei Anwendungen auf Labortischen als interessante Alternative.

Transport-Roboter Servus fährt auf einem Werkstückträger

Wer einen kleinen Roboter nur wegen fehlender Reichweite außen vor lässt, könnte mit einer Idee der Klecka Automation, Bachenbülach/Schweiz, im wahren Sinn des Wortes „weiter kommen“: Das Systemhaus hat mit „Servus“ einen Transportroboter entwickelt, der auf einem Werkstückträger fährt. Damit hat man das Prinzip umgekehrt, Roboter an eine Verfahrachse zu hängen, um den Arbeitsbereich zu vergrößern.

Wie bei so genannten intelligenten Werkstückträgersystemen üblich, bezieht der „Servus“ seine Energie über die Schiene. Erreicht er eine Arbeitsstation, werden Daten über Bearbeitungszustand und Aufgaben ausgetauscht. „Die mobilen Roboter“, so heißt es, „kommunizieren direkt mit ihren Kollegen, Assistenten oder Arbeitsstationen und erzeugen aus eigener Intelligenz heraus einen Fließverkehr.“

Bernhard Foitzik | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/index.cfm?pid=1576&pk=142733

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