Mehrdimensional bewegliche Energiezuführung

Vierfach erhöhte Belastbarkeit

Mehrdimensional bewegliche Energiezuführung für einen Palettierroboter

Diese Energiezuführung für Roboter bewegt sich problemlos um alle Achsen und führt die Leitungen sicher selbst bei schwierigen Geometrien. Das zeichnet sie gegenüber Wellschläuchen aus, die starken Drehbewegungen auf Dauer nicht standhalten können. Teure Anlagenstillstände sind die Folge. Für seinen Palettierroboter setzt ein deutsches Unternehmen in einer voll automatisierten Verpackungslinie auf ein Universalmodul für alle Bewegungen am Roboter. Die Lösung garantiert Langlebigkeit und Sicherheit.

„Wir setzen bei unseren Verpackungsanlagen schon seit ungefähr 20 Jahren konsequent auf Robotertechnologie“, berichtet Michael Ruf, Prokurist und stellvertretender Geschäftsführer der Transnova-RUF Verpackungs- und Palettiertechnik GmbH im mittelfränkischen Ansbach. „Bei uns steht die Roboterapplikation im Mittelpunkt. Sie ist jeweils maßgeschneidert auf die jeweilige Kundenanforderung ausgelegt. Pro Jahr integrieren wir in unsere Anlagen mehr als 200 Roboter“, so Michael Ruf. „Sie garantieren unseren Kunden beim Endverpacken höchste Flexibilität.“

Kompaktes Universalmodul

In einer Folien-Verpackungsanlage, die schlüsselfertig ausgeliefert wird, kommt jetzt am Palettierroboter ein sehr kompaktes Universalmodul triflex® RS der igus® GmbH, Köln, zum Einsatz. Das Modul sorgt dafür, dass die Energiekette immer nah am Roboterarm geführt um Schlaufenbildung und unnötigen Leitungsstress zu vermeiden. Es wird an den vorhandenen Befestigungspunkten am Roboter montiert und besteht aus einer mehrachsigen Energiezuführung triflex® R, Bauart ‚easy‘ in der Version B (TRE 60.B). Die Serie ist zum einen prädestiniert zum schnellen Einlegen der Prounterschiedlichen Leitungen. Die Version B bietet zum anderen durch ein verbessertes Verbindungsprinzip eine noch höhere Stabilität und damit eine weiter steigende Maschinen- bzw. Anlagenverfügbarkeit.

Begrenzungsanschläge sorgen darüber hinaus für eine definierte Bewegungsfreiheit und damit zusätzlichen Schutz. Dazu kommen integrierte Federstäbe zum sicheren Führen der Energiekette sowie ein sog. Cover-System zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine Abdeckung, die die Energiezuführung hält, wenn der Roboter senkrecht oder über Kopf arbeitet.

Effizient und sicher verpacken

Das Unternehmen transnova-RUF mit seinen rund 220 Mitarbeitern bietet von der Planung über die Konstruktion bis hin zur Montage und Inbetriebnahme Lösungen für Endverpackungs- und Palettieraufgaben. Das Angebot umfasst einzelne Kompaktmaschinen für das Top- und Side-Loading, Pickersysteme für schnelle Pick & Place-Applikationen sowie Robotersysteme für Kommissionier-, Palettier- und Depalettier-Aufgaben bis hin zu kompletten maßgeschneiderten Endverpackungslinien.

„Wir sind in der Lage, jede Art von Primärverpackung zu handhaben“, verdeutlicht dazu Michael Ruf. „Das reicht von Knopfbatterien für Hörgeräte bis hin zu kompletten Schaltschränken mit einer Länge von 2,20 m.“ Ob Food- oder Non-Food-Bereiche, ob Medizinoder Pharmazietechnik: der Spezialist bietet für jede Branche flexible Verpackungslösungen. Das Unternehmen wächst jedes Jahr im zweistelligen Bereich. 75 Prozent der Kunden kommen aus Deutschland. Und dabei handelt es sich zu über 90 Prozent um Bestandskunden. Sie erweitern bestehende Anlagen oder greifen bei Neuinvestitionen auf den Spezialisten zurück.

Flexibilität durch Roboter-Palettierung

„Unsere Roboterpalettiertechnik zeichnet sich grundsätzlich durch eine hohe Flexibilität und maximale Zuverlässigkeit aus“, macht der Prokurist klar. Modulare Funktionsgruppen ermöglichen das Handling von Kartons, Eimern, Säcken, Kunststoffkissen etc. Die Aufnahmewerkzeuge sind für das Handhaben von diversen Paletten und allen Arten von Zwischenlagen ausgereift.

Insgesamt ist die Folienverpackungsanlage ca. 60 m lang. Bei jeder Folienrolle handelt es sich um einen kundenspezifischen Auftrag. Jede Folierolle kann unterschiedlich lang und/oder dick und damit schwer sein. Auch das Folienmaterial ist nicht immer gleich. Die unterschiedlichen Folienrollen laufen chaotisch in die Verpackungsanlage ein und müssen entsprechend flexibel nach sich zusammensetzenden Produktionsaufträgen gehandhabt werden. „Diese Aufgabenstellung ist für Robotertechnologie prädestiniert“, so Michael Ruf. „Insgesamt kommen neun Roboter zum Einsatz.“

Der Verpackungsvorgang besteht aus folgenden Schritten: Nach der Herstellung laufen die Folien von Kartonrollen in die Anlage. Hier werden sie in einer Puffer- bzw. Sortierstation nach geeigneten Abfolgen zwischengelagert, ehe sie anschließend mit einer Schlauchfolie zum Schutz überzogen werden. Der Schlauchbeutelüberstand wird in den Rollenkern mittels Druckluft eingeblasen. Das so primär verpackte Gebinde wird anschließend in einer Kartonage einzeln verpackt, gekennzeichnet und verschlossen. Anschließend erfolgt die Palettierung mittels Langarmroboter auf zwei Paletten. Eine Kopf-Stretch-Wicklung sichert die beiden jeweiligen Palettengebinde.

„Die Verpackungsanlage wird rund um die Uhr an sieben Tagen in der Woche im Einsatz sein“, erläutert Michael Ruf das Anforderungsprofil. Das jeweilige Verpackungsgewicht liegt zwischen 2 kg und 60 kg. Die Fördertechnikgeschwindigkeit beträgt ca. 40 m/min. Es können 20 Rollen in der Minute verpackt werden.

In der schlüsselfertigen Verpackungsanlage kommt am Palettierroboter ein sehr kompaktes Universalmodul triflex® RS zum Einsatz. Es wird an den vorhandenen Befestigungspunkten am Roboter montiert und besteht aus einer mehrachsigen Energiezuführung, integrierten Federstäben sowie einer Abdeckung zum besonderen Schutz.

Leitungen leicht und einfach eingeclipsen

In die Energiezuführung können Leitungen leicht und einfach eingeclipst werden.

Der zusätzliche Anschlag sorgt für noch mehr Stabilität. Die Biegeradiusbelastung erhöht sich um das Vierfache.

Komponenten für die mehrdimensional bewegliche Energiezuführung aus dem Baukastensystem.

Werner Pecher (igus® GmbH, li.), Michael Ruf (transnova-RUF GmbH re.).

Vierfache Belastbarkeit

Das Anforderungsprofil für die Energiezuführung ist schnell auf den Punkt gebracht: Langlebigkeit sowie hoher mechanischer Schutz der Leitungen. Speziell in den Achsen 3 bis 6 des Langarmroboters erfolgt eine starke Drehbewegung. Ein Wellschlauch kann sich nicht um die eigene Achse drehen. Erfolgt Torsion, besteht die Gefahr, dass er reißt und sich in seine Einzelteile zerlegt. Die gesamte Anlage steht still. Auch Leitungsschäden müssen dauerhaft verhindert werden. Aus den genannten Gründen hat sich der Verpackungsspezialist entschlossen, auf eine Kunststoff-Energiezuführung zu setzen.

Das mehrdimensional bewegliche Multitalent triflex® R ist dauerhaft torsionsfähig. Dazu kommt die hohe Flexibilität. Eine Verdrehung von ca. +/- 10° pro Kettenglied in der Längsachse ist möglich. Hierdurch wird ein Führen der Leitungen um schwierige Geometrien zum Kinderspiel. Im Gegensatz zum Wellschlauch hat sie darüber hinaus einen definierten Radius, der ein Knicken bzw. Beschädigen der Leitungen verhindert. Dazu kommt das Zweikammernsystem, das für eine saubere Innenaufteilung sorgt. Bus- und Druckluftleitungen können separat geführt werden.

Aber die Vorteile gehen in dieser Anwendung noch weiter: Eine noch höhere Zugkraftaufnahme erfolgt durch das weiter verbesserte 'Trailer'-Prinzip in der B-Version. Es bietet durch einen zusätzlichen Anschlag mehr Stabilität. Grundsätzlich kann die Energiekette durch ihren modularen Aufbau leicht verkürzt oder verlängert werden. Im Gegensatz zu anderen auf dem Markt erhältlichen Systemen, bei denen die einzelnen Elemente per Drahtseil verbunden sind, lassen sich Längenänderungen so schnell und leicht umsetzen. Die Verbindung des triflex® R Systems funktioniert über die Kugel-Pfannen -Verbindung (Trailer), ähnlich einer Anhängerkupplung. Durch das neue Funktionsprinzip der triflex® R „-Version“ erhöht sich die Biegeradiusbelastbarkeit um das Vierfache. Außerdem werden noch größere Torsionskräfte kompensiert.

Dazu kommt das Rückzugsystem mit den beiden integrierten Federstäben. Die Energiekette liegt eng am Roboterarm und geht immer wieder in ihre Ausgangsposition zurück, ohne sich zu verharken oder Schlaufen zu bilden. Auf der Abdeckung, die das gesamte System schützt, können bei Bedarf noch Ventilinseln befestigt werden, um den bei Roboterapplikationen in der Regel geringen Bauraum weiter auszunutzen.

Kostenlose Bemusterung

Beide Unternehmen arbeiten seit einer Reihe von Jahren zusammen. Um die Anlagensicherheit zu garantieren, setzt der Verpackungsspezialist in dieser Applikation im Langarmroboter auf die mehrdimensional bewegliche Energiezuführung. Eine kostenlose Bemusterung stellte im Vorfeld sicher, dass alle konstruktiven Vorgaben ausführlich getestet werden konnten. „Unsere Erfahrungen waren positiv. Wir konnten uns überzeugen, dass die Kunststoffkette unter allen Umständen formstabil bleibt“, so abschließend Michael Ruf. „So können wir eine hohe Funktionalität sicherstellen. Und da die Anforderungen an die Belastbarkeit ständig steigen, ist eine langfristige Zusammenarbeit denkbar.“

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