Portal wird Roboter

Die Robotersteuerung CMXR von Festo macht's möglich: Ein flexibles Fünf-Achsen-Raumportal mit fünf Freiheitsgraden handhabt Werkstücke in unterschiedlichen Orientierungen. Dieser Portalroboter ist ein Beispiel der einbaufertigen Handhabungssysteme, die der Esslinger Automatisierungsspezialist direkt an die Maschinen und Anlagen seiner Kunden liefert.

Der Portalroboter im kartesischen Aufbau hat drei translatorische Freiheitsgrade in der X-, Y- und Z-Achse sowie zwei rotatorische Freiheitsgrade über die Handachsen. Mit einer dritten Rotationsachse am Werkzeug lässt sich der Portalroboter sogar auf sechs Freiheitsgrade erweitern.

Beim Be- und Entladen von Maschinen kann der flexible Portalroboter Werkstücke in unterschiedlichen Orientierungen handhaben. Das gelingt über die Einstellung der optimalen Greiferposition vor Ort im Roboterprogramm per Teach-in-Funktion. Damit wird der Aufwand für die genaue mechanische Ausrichtung der Greifer oder der Aufstellung der Kinematik sehr gering. Die Trumpfkarte Flexibilität sticht auch bei Montagevorgängen. Müssen mehrere Teile zusammengeführt werden, können sie dank der Freiheitsgrade individuell platziert werden.

Über die CMXR-Steuerung erreicht die Portalmechanik die Funktionalitäten eines Roboters. Das grafische Handbediengerät CDSA und die leicht verständliche Makroprogrammiersprache „Festo Teach Language“ ermöglichen intuitive Funktionen wie das Teachen von Positionen im Raum.

Bahntreue

Die Steuerung interpoliert und positioniert alle fünf Achsen, die Konturen auf einer Mittelline abfahren können, wie sie beim Kleben, Laserschweißen oder Wasserstrahlschneiden notwendig sind. Sie kann aber auch das Werkzeug des Portalroboters im Raum positionieren, wobei die Werkzeugspitze stets auf der programmierten Bahn geführt wird, auch wenn sich dabei die Orientierung des Werkzeugs ändert. Soll der Greifer in eine Form einfahren, um ein Teil zu entnehmen, so kann diese Bahn mit den Positionen X, Y und Z sowie mit der Orientierung des Werkzeugs bestimmt werden. Der Bahnverlauf wird dadurch harmonisch. Durch zusätzliche Funktionen wie Überschleifen der programmierten Positionen wird die Bahn weich, was sich schonend auf die Mechanik auswirkt. Das Überschleifen optimiert auch die Taktzeit.

Dank des quaderförmigen Arbeitsraums behalten die Anwender eine gute Übersicht. Sie können Kollisionsgefahren gut einschätzen, weil lediglich die Z-Achse mit ihrer Dreheinheit in den Arbeitsraum hineinragt. Durch diesen Aufbau kann der Greifer auch in eine Gitterbox greifen, die am Rand des Arbeitsraums steht. Damit lässt sich der Raum optimal ausnutzen. Der Portalroboter ist ein gutes Beispiel für die einbaufertigen Handlingsysteme von Festo. Sie entlasten die Konstruktionsprozesse und schonen das Budget der Konstruktionsabteilungen. Bei der Erstellung von Maschinen und Anlagen können Konstrukteure auf den mechatronischen Mehrachsbaukasten mit standardisierten Handlingsystemen zurückgreifen und diese individuell kombinieren.

Elektrische Antriebe

Im Falle des Fünf-Achsen-Roboterhandlings sind aus dem modularen Mehrachsbaukasten ganz neue elektrische Antriebe im Einsatz: Beispielsweise die präzise und dynamische Auslegerachse mit Spindel EGSA, die Linearachse EGC mit hohen Vorschubkräften sowie am Front-End der leichte Drehantrieb ERMB für Drehbewegungen mit freier Positionierbarkeit auch über 360 Grad und mit Vorgaben von Verfahrprofilen. Die einbaufertigen Handlings reduzieren Aufwand und Kosten um ein Vielfaches: Von der Beschaffung über die Logistik, Konstruktion und Dokumentation bis hin zur Montage und Inbetriebnahme bietet Festo alles aus einer Hand mit nur einer Projekt- oder Bestellnummer. Für das genaue und raumgreifende Positionieren stehen mehrere 100 frei kombinierbare und aufeinander abgestimmte elektrische und pneumatische Komponenten zur Verfügung. Einbaufertige Systeme senken Kosten, erleichtern die Inbetriebnahme und sparen Zeit – das fördert Raum für kreative Innovationen.