Rbot9 hat den ersten industriellen Kabelroboter erfunden: den ROCAP. Die von zwölf motorisierten Seilen getragene Überkopfplattform bewegt sich über dem Geschehen in der Halle. Der ROCAP wurde für besonders große Arbeitsbereiche entwickelt und deckt bis zu 900 m² ab. Er hebt Lasten von bis zu 250 kg und unterstützt eine Vielzahl von Endeffektoren. Er wird an der bestehenden Anlagenstruktur verankert und macht so sperrige Portalkräne und Schienensysteme überflüssig. Damit bietet er eine schnellere und flexiblere Alternative zu herkömmlichen Automatisierungssystemen.
Aufgabe
Schienengebundene Automatisierungssysteme sind wenig flexibel und gehen mit einem hohen Installationsaufwand einher. Bodenroboter konkurrieren um den Platz im Fertigungsbereich. Ausreichend große Portalsysteme sind wiederum sehr komplex und kostspielig. Rbot9 versuchte, diese Herausforderungen mit einer Architektur zu bewältigen, die auf zwölf unabhängigen, robotergesteuerten Kabeln basiert, die jeweils von einer Motor-/Getriebeeinheit angetrieben werden.
Dabei muss jeder Motor auch bei hohen Drehzahlen ein hohes Drehmoment liefern können – und das bei kompakter Bauweise. Darüber hinaus müssen Bewegungssysteme vertikal wirkende Lasten präzise und zuverlässig bremsen können, um die Sicherheit und Leistungsfähigkeit im Betrieb zu gewährleisten. Aufgrund der hohen dynamischen Kräfte muss das System zudem über ein effektives Energiemanagement verfügen. Nur so kann verhindert werden, dass es durch die zurückgewonnene Energie zu Überspannungen an den Servoantrieben kommt.
Lösung
Jedes der zwölf Kabel ist so koordiniert, dass eine zentralisierte Plattform mit einem Endeffektor präzise positioniert werden kann, der eine Last von bis zu 250 kg mit einer Höchstgeschwindigkeit von bis zu 0,7 m/s bewegen kann. Diese Leistungsmerkmale erreicht Rbot9 mit AKM2G-Servomotoren von Kollmorgen in Kombination mit AKD-Servoantrieben.
AKM2G-Motoren bieten eine branchenweit führende Drehmomentdichte und liefern im Durchschnitt 30 % mehr Dauerdrehmoment als andere Servomotoren vergleichbarer Größe. So können OEMs die Maschinenleistung erheblich steigern, ohne den Platzbedarf des Motors zu vergrößern. Entsprechend können die gewünschten Drehmomentwerte mit einem kleineren Motor erreicht werden.
Darüber hinaus sind AKM2G-Motoren mit einer integrierten Haltebremse erhältlich. Diese arbeitet in Verbindung mit den optional für AKD-Servoantriebe erhältlichen integrierten Sicherheitsfunktionen. Rbot9 nutzt insbesondere die Funktion „Safe Torque Off“ (STO), um die Konformitätsanforderungen für die sichere Handhabung vertikaler Lasten zu erfüllen, ohne dass externe Sicherheitskomponenten notwendig sind. Der AKD-Antrieb unterstützt auch einen optionalen Bremswiderstand, um überschüssige Energie beim Bremsen abzuleiten.
In der Kombination tragen diese Merkmale zu einer modulareren, reaktionsschnelleren und kostengünstigeren Roboterplattform bei, als dies sonst möglich wäre.
Ergebnisse
Rbot9 hat im März 2024 seine Kabelroboter auf Kollmorgen AKM2G-Motoren und AKD-Antriebe umgestellt. Seit Herbst desselben Jahres ist der Roboter produktiv im Einsatz. Im Vergleich zu früheren Konstruktionen konnte mit der Technologie von Kollmorgen die Betriebsgeschwindigkeit mehr als verdreifacht werden – von 0,2 m/s auf 0,7 m/s. Die Lastkapazität von bis zu 250 Kg und die Sicherheit bei der Handhabung vertikaler Lasten bleiben unverändert.
Dank des Kollmorgen-Ökosystems und der Unterstützung durch den lokalen Kollmorgen-Vertriebspartner Electromate, der wertvolle Hilfe bei der Konfiguration und den Tests leistete, verlief die Integration des Antriebssystems ebenfalls deutlich reibungsloser und schneller.
Der erste Kunde von Rbot9, ein Fischverarbeitungsbetrieb, der das System zur automatisierten Reinigung von Fördersystemen einsetzt, erwägt nun ein Erweiterungsprojekt, bei dem weitere Rbot9-Systeme in seinem Werk integriert werden sollen.
„Die Antriebe von Kollmorgen haben entscheidend dazu beigetragen, dass wir höhere Geschwindigkeiten erreichen konnten, ohne Kompromisse bei Drehmoment oder in puncto Sicherheit eingehen zu müssen. Dank der hervorragenden Unterstützung durch Electromate können wir durch diese Zusammenarbeit unsere Kabelroboterplattform auf einem ganz neuen Niveau betreiben.“ — Frederic Vachon, Gründer und CEO, Rbot9
