Automatisierungslösung für eine Handling- und Transfereinheit

  • RTT: Handling- und Transfereinheit mit 4 gelben Roboterarmen

Standrohre intelligent handhaben

RTT, der Hersteller von Sondermaschinen benötigte für einen Endkunden im Sektor Dachentwässerung eine individuelle automatisierte Lösung zum Handling von Standrohren. Für die aus vier SCARA-Robotern bestehenden Anlage kommt die komplette Antriebs- und Automatisierungslösung inklusive der zugehörigen Entnahme-Kinematiken von SEW-EURODRIVE.

Das Projekt in Kürze

RTT-Logo, blauer Schriftzug auf weißem Hintergrund
  • Kunde: RTT Robotertechnik-TRANSFER GmbH
  • Ort: Zittau (Deutschland)
  • Branche: Sondermaschinenbau
  • Applikation: Handling- und Transfereinheit für Standrohre

Weitere Infos zu RTT:

  • 1990 gegründet aus der Forschungsgruppe „Robotergestützte Bearbeitungstechnik“ der Technischen Hochschule Zittau
  • Rund 100 Mitarbeiter am Standort Zittau
  • Individuelle Lösungen für kundenspezifische Fertigungs- und Handhabungsaufgaben in diversen Branchen
Blick von unten auf die 4 gelben SCARA-Roboter und roten Antriebe der Anlage von RTT
Blick von unten auf die 4 SCARA-Roboter der Anlage von RTT
Blick von unten auf die 4 SCARA-Roboter der Anlage von RTT
  • Deckengeführte Handling- und Transfereinheit mit vier SCARA-Robotern
  • Geringes Gewicht der Roboterarme
  • Verfahrweg von 12 Metern
  • Transport und flexible Positionierung von Standrohren unterschiedlicher Geometrie
  • Spezielle Konstruktion mit spezifischer Robotik-Kinematik
Gelber Roboterarm mit 3 roten Servo-Getriebemotoren für Transfer- bzw. Greifbewegung
Roboterarm mit 3 Servo-Getriebemotoren für Transfer- bzw. Greifbewegung
Roboterarm mit 3 Servo-Getriebemotoren für Transfer- bzw. Greifbewegung
  • Ein Servo-Kegelrad-Getriebemotor je Roboterarm für den Vorschub entlang des Deckenträgers
  • Zwei Präzisions-Servo-Getriebemotoren ZN..CMP.. je Roboterarm für die Bewegung des Ober- bzw. Unterarms
  • Durchgängige Automatisierung auf Basis des
  • Automatisierungsbaukasten MOVI-C®, bei dem alle Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind
  • Applikationsumrichter MOVIDRIVE® modular
  • Zentrale Steuerung über den MOVI-C® CONTROLLER progressive
  • Softwaremodul MOVIKIT® Robotics
  • Simulation und Programmierung der kundenindividuellen Entnahmekinematiken
Roboterarm mit Vakuumgreifer und Saugplatten
Die SCARA-Robotor arbeiten paarweise oder einzeln unabhängig voneinander
Die SCARA-Robotor arbeiten paarweise oder einzeln unabhängig voneinander
  • Automatisierung der Robotik-Anlage aus einer Hand
  • Platz- und gewichtsparende Lösung
  • Reibungslose Verkettung der Trennmaschine mit der nachgelagerten Palettenablage
  • Exakte Positionierung und wiederholgenaue, schnelle Bewegung großer Lasten
  • Daten der Motoren werden in Echtzeit über den Umrichter an das verbundene Netzwerk übertragen
  • Automatische Inventarerstellung aller Antriebe in der Anlage per Knopfdruck
  • Enge und aktive Kooperation von RTT und SEW-EURODRIVE bei der Anlagenentwicklung
  • Komplette Simulation der Anlage in der Projektierung

Mit enger Entwicklungskooperation zum Erfolg

Zwei gelbe Leichtbau-SCARA-Roboter mit roten Servo-Getriebemotoren
Zwei Leichtbau-SCARA-Roboter mit Servo-Getriebemotoren

Für einen Endkunden, einem namhaften Hersteller von Dach­entwässerungs­anlagen und Ablauf­rohren sollte das Zittauer Sonder­maschinen­bau-Unternehmen RTT eine individuelle automatisierte Handhabungslösung realisieren. Dabei galt es, Standrohre von 25 Zentimeter bis 4 Meter Länge und einem Gewicht bis zu 30 Kilogramm nach dem Trennprozess aus der Laserschneidmaschine zu entnehmen, zu transportieren, um sie schließlich zum Verpacken auf Paletten abzulegen. Die Handling- und Transfereinheit sollte dabei selbst ein möglichst geringes Eigengewicht aufweisen und in die begrenzten Platzverhältnisse vor Ort hineinpassen.

Für die aus vier SCARA-Robotern bestehende, deckengeführte Anlage stellte SEW-EURODRIVE die komplette Antriebs- und Automatisierungslösung bereit. Von Anfang an war klar, dass die Anwendungsspezialisten von SEW-EURODRIVE das Unternehmen RTT in die maßgeschneiderte Planung und Entwicklung der Anlage und der zugehörigen Roboter-Kinematik auf Basis des Automatisierungsbaukastens MOVI-C® eng und aktiv mit einbinden und ihr Expertenwissen teilen würden.

Zitat Mike Müller, Technischer Leiter bei RTT

Schon mehrere Sondermaschinen mit SEW-EURODRIVE realisiert

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Zitat Andreas Richter, Leiter des Technischen Büros Dresden von SEW-EURODRIVE

Wir kennen die Mathematik

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Impressionen aus dem Projekt

Das Projekt im Detail

SCARA-Roboterarme handhaben Standrohre auf engem Raum

2 gelbe SCARA-Roboterarme
SCARA-Roboterarme sind dem menschlichen Armen nachempfunden
SCARA-Roboterarme sind dem menschlichen Armen nachempfunden

Jeder kennt sie: Um beispielsweise das Wasser aus Regenwasser-Fallrohren von Dächern in die Rohre der Kanalisation im Boden leiten zu können, kommen sogenannte Standrohre zum Einsatz. Auch in Hydranten sind Standrohre als Teil der wasserführenden Armaturen verbaut.

Um die Handhabung solcher Blechröhren ging es auch in dem Anlagenprojekt, das das Sondermaschinenbau-Unternehmen RTT für einen seiner Kunden realisierte. Dort sollten auf engem Raum die fertig zugeschnittenen, bis 30 Kilogramm schweren und bis vier Meter langen Standrohre von der Fertigung entnommen und über eine Strecke von 12 Metern zum anschließenden Bündeln und Verpacken auf Paletten transportiert werden. Die Lösung: Eine an der Decke hängende und über eine Linearachse geführte Handling- und Transfereinheit mit vier SCARA-Robotern.

SCARA ist die Abkürzung für die englische Bezeichnung „Selectice Compliance Assembly Robot Arm“. Dabei handelt es sich um einen dem menschlichen Arm nachempfundenen Gelenkarm-Roboter. Im Falle der Handling- und Transfereinheit von RTT beträgt die Griffweite eines kompletten SCARA-Arms (ausgestreckter „Ober- und Unterarm“) 2.200 Millimeter.

Die vier SCARA-Roboter lassen sich ganz unabhängig voneinander verfahren. Je nach Länge werden für ein Rohr auch zwei Arme gebraucht. In diesem Fall operieren die beiden Arme auf einer Seite der Linearachse miteinander. Im perfekt synchronisierten Paarspiel lassen sich so auch schwere bis zu vier Meter lange Standrohre aufnehmen. Jeder der vier in Leichtbauweise konstruierten SCARA-Greifarme verfügt dazu über einen Vakuumgreifer mit entsprechend tragfähigen Saugplatten.

Servoantriebe mit hoher Spielfreiheit für eine anspruchsvolle Kinematik

2 rote Servo-Getriebemotoren am SCARA-Roboter
Servo-Getriebemotoren für X-Transfer und Bewegung des Roboterarms
Servo-Getriebemotoren für X-Transfer und Bewegung des Roboterarms

Jeder der SCARA-Roboterarme ist mit drei Servo-Antrieben ausgestattet. Einer davon, ein Servo-Kegelrad-Getriebemotor vom Typ BS.F..CMPZ.. dient als X-Verfahrantrieb und bewegt den Roboter-Greifarm entlang der Linearachse. Die Motorvariante CMPZ.. bietet speziell für solche Anwendungen mit hohen Lastträgheitsmomenten eine zusätzliche Rotorträgheit.

Bei den beiden anderen Antrieben handelt es sich um Präzisions-Servo-Getriebemotoren, die mit zweistufigen Zykloid-Planetengetrieben der Baureihe ZN.. ausgestattet sind. Sie bewegen den Greifarm selbst – einer den „Unterarm“ und der andere den „Oberarm“ des Greifers.

Diese Präzisions-Servo-Getriebemotoren zeichnen sich durch ihre hohe Torsions- und Kippsteifigkeit sowie durch ihre herausragende mechanische Spielfreiheit und Überlastfähigkeit aus. Damit lassen sich solche anspruchsvollen Applikationen, bei denen es um ein exaktes Positionieren und um wiederholgenaue, schnelle Bewegungen selbst bei großen Lasten geht, zuverlässig lösen. Dank ihrer sehr kompakten Bauweise finden sich diese ZN..-Getriebemotoren auch auf engstem Bauraum Platz.

Zentrale Steuerung der vier Roboterarme

Applikationsumrichter MOVIDRIVE® modular im Schaltschrank
Applikationsumrichter MOVIDRIVE® modular im Schaltschrank
Applikationsumrichter MOVIDRIVE® modular im Schaltschrank

Durch den Einsatz unseres Auto­mati­sierungs­bau­kas­tens MOVI-C® passen alle Komponenten – von der Engineering-Software der Steuerungs- und Umrichter­technik sowie die Motoren – perfekt zusammen. Der Vorteil für RTT und seinen Endkunden: die komplette Automatisierungslösung der Robotik-Anlage kommt aus einer Hand.

Bei dem für die Handling- und Transfereinheit einge­setzten Applikationsumrichter MOVIDRIVE® modular handelt es sich um ein Mehrachssystem, das flexibel konfigurierbar ist. Weiteres Kernstück der Anlage ist die passgenaue Realisierung der aufwendigen Kinematiken mittels unseres Softwaremoduls MOVIKIT® Robotics.

Bereits in der Projektierungsphase wurden die Entnahmekinematiken komplett simuliert. Auf Basis der Ergebnisse dieser Simulationsrechnung waren unsere Applikationsingenieure in der Lage, die Antriebe exakt auf die Anwendung auszulegen und zu optimieren. Außerdem ließ sich dadurch die Anlage beim Endkunden besonders schnell in Betrieb nehmen.

Dank des vorkonfektionierten Softwaremoduls MOVIKIT® Robotics konnten die Kinematiken der SCARA-Greifarme schnell und einfach parametriert werden. Nur wenige Befehle in der SEW Robot Language waren erforderlich, um die Bewegungsabläufe präzise zu definieren.

Weiterer Vorteil unserer Automatisierungslösung: Bei die Bedienung während der Inbetriebnahme sorgte die Benutzer­oberfläche „RobotMonitor“ für die perfekte Übersicht. Selbst komplexe Funktionen lassen sich mit dieser übersichtlichen und intuitiven Bedienoberfläche leicht meistern. Diese zeigt die Roboterkinematiken dreidimensional dar und verschafft einen realitätsgetreuen Einblick in die gefahrenen Bahnen.

Sowohl bei RTT als auch beim Endkunden zeigten sich die Verantwortlichen hoch zufrieden über die Zeitersparnis bei diesem Verfahren. Zumal damit auch die Möglichkeit gegeben ist, bei zukünftigen Neuerungen schnell und flexibel Anpassungen vornehmen zu können.

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