BONN (CW) - Die Realisierung des Roboters, der ein Abbild des Menschen ist, die Fähigkeit besitzt, seine Umgebung wahrzunehmen und mit übermenschlicher Kraft Lasten zu heben, liegt derzeit noch in weiter Ferne. Bei den in der Praxis gebräuchlichen Industrierobotern handelt es sich nach wie vor um ortsfeste, teilweise am Boden verankerte Maschinen für Operationen wie Schweißen, Spritzen und Montage.

Eine Reihe von Vorteilen gegenüber ortsfesten Robotern bieten je doch Handhabungs- und Transfersysteme in Portalbauweise. So kann beispielsweise ein einziger Portal-Roboter eine komplette Fertigungsstraße beschicken beziehungsweise die bearbeiteten Werkstücke entnehmen. Innerhalb der Grenzen ihrer Tragfähigkeit sind Portal-Roboter teilweise weniger kostspielig als vergleichbare ortsfeste Maschinen, da sie oft in der Lage sind, Nutzlasten zu handhaben, mit höheren Geschwindigkeiten zu arbeiten und da sie eine größere Reichweite bieten.

Portal-Roboter können in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, so bei der Maschinenbe- und -entladung, beim Ein- und Ausstapeln, Palettieren, bei der Regalbedienung für automatische Lagerung, Montage und Verpackung. Die Bucon Handling Equipment Ltd., Northwhich, brachte vor kurzem das System Lintran auf den Markt, das bei Tragfähigkeiten von acht bis 400 Kilogramm und einer Hubhöhe von drei Metern einen Arbeitsbereich von sechs mal sechs Metern bestreicht.

Der mit einer Mikroprozessor-Steuerung zur genauen Positionierung der Nutzlast ausgestattete Transportwagen des Lintran-Systems hat Längslader in einer Lastkopfeinheit, die wegen der exakt steuerbaren Bewegung auf einer gehärteten und geschliffenen Präzisionsschiene verfährt. Der Transportwagen wird durch ein Ritzel angetrieben, das in eine Zahnstange unterhalb der Laufschiene eingreift. Dies ermöglicht nach Angaben des Herstellers hohe regelbare Verfahrgeschwindigkeiten mit einer bis auf 0,1 Millimeter genau wiederholbaren Positioniergenauigkeit. Genau geführtes Heben werde durch vertikale Montage eines Lintran-Transportwagens mit durch den Kopf geführter Antriebswelle gewährleistet.

Alle Achsen könnten mit jedem beliebigen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb, einschließlich Hochleistungs-Gleichstrom-Servomotoren versehen werden. Eine breite Palette an Greifertypen, darunter hebelbetätigte, parallelschließende und Vakuum-Einheiten, sei verfügbar.

In einem typischen Anwendungsfall dient ein Dreifachstapelsystem mit Vakuumhubkopf zur Handhabung von Sperrholzpaletten. Die Paletten werden für die Weiterleitung elektronischer Produkte durch verschiedene Produktionsbereiche bis zu deren Fertigstellung verwendet. Nach dem Abtransport der fertigen Produkte werden die Paletten mit einem Förderer zu einer Sammelstelle gebracht.

Das Lintran-System hebt die Paletten einzeln nacheinander und stapelt sie in der zentralen Position. Zu ihrer Wiedereinführung in das Produktionssystem werden einzelne Paletten von dem Stapler auf einem Ständer plaziert. Alle Stapelfolgen sind reversibel, und jede Folge kann vom Operator gewählt werden. Der ausgewählte Zyklus wird dann automatisch vom Steuersystem durchgeführt.

Die Anlage ist von einer Sicherheitsabsperrung mit verriegelbaren Hubtoren für die Einfahrt von Gabelstaplern zum Abtransport der gestapelten Paletten umgeben.

Die über reiche Erfahrungen in der Entwicklung von automatischen Handhabungsausrüstungen verfügende Cera Ltd., Mitcham, hat ein Ladeportalsystem für den Einsatz in automatischen Fertigungszellen konstruiert. Das System kann für spezifische Anforderungen in Zusammenhang mit dem zu handhabenden Produkt und dem Typ der zu beschickenden Maschine maßgeschneidert werden. Wie alle Ladeportalsysteme kann es Lasten über größere Distanzen umsetzen als ein ortsfester Roboter.

Das Cera-Grundsystem besteht Herstellerangaben zufolge aus 305 mal 203 Millimeter Kastenprofil-Ständern, die an beiden Enden mit 610 Millimeter großen Bodenmontageplatten verbunden sind. Zwischen den Ständern verläuft ein horizontaler Querbalken mit einem Laufwagen, der mit einem hydraulikmotorbetriebenen Zahnstangenbetrieb über den Querbalken verfahren wird. Am Laufwagen sind zwei Greifarme angeordnet, die ebenfalls hydraulisch betätigt werden.

Baukastensystem für verschiedene Antriebsarten

Die hydraulische Kraft liefert ein Aggregat, das in einiger Entfernung vom Ladeportalsystem untergebracht werden kann. Der Manipulatorarm ist mit einer ausfallsicheren hydraulischen Greifereinheit bestückt. Serienmäßig gibt es zwei Greiferarme, um schnelles Beschicken mit und zum Entnehmen von Werkstücken zu ermöglichen.

Jeder Greiferarm hat eine 38-Millimeter-Bohrung und einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder; der Greifer sitzt am Kolbenende. Der Zylinderhub, so der britische Anbieter, beträgt 425 Millimeter, und das System hat eine Tragfähigkeit von maximal 30 Kilogramm. Die Verfahrgeschwindigkeit des Laufwagens beläuft sich auf 15 Meter in der Minute, und die Fahrstrecke wird mit verstellbaren Anschlagblöcken und Näherungsschaltern begrenzt.

Die Hydrauliksteuerung erfolgt durch Magnetventile, die mit einem Anschlußkasten verbunden sind. Die Gesamtsteuerung des Ladeportals ist entweder durch ein eigenes programmierbares Steuersystem möglich oder durch die zentrale Steuerung der Fertigungsanlage.

Außer dem hydraulisch betriebenen Standardmodell kann der britische Hersteller nach eigenen Angaben auch Versionen mit vollelektrischem Antrieb liefern. Diese mit Gleichstrom betriebenen Modelle ermöglichten die Einprogrammierung von Haltepunkten, wodurch die Flexibilität des gesamten Systems erhöht werde.

Durch Entwicklung des Comparm-Roboters mit Schulter- und Ellenbogengelenk sowie einem ebenfalls vollbeweglichen Handgelenk, an dem eine Farb- oder Beschichtungs-Spritzpistole angebracht werden kann, hat GEC Robot Systems Ltd., Rugby, ein System hergestellt, dessen Bewegungen denen eines menschlichen Arms sehr ähnlich sind. Es eigne sich zum Spritzen kompliziert geformter Werkstücke auf engstem Raum.

Der ursprünglich als ortsfeste Maschine für besondere Aufgaben in der Automobilindustrie - wie das Spritzen von Bodengruppen und Radbögen - konzipierte Comparm kann auch, so der Anbieter, auf einer horizontalen Schiene oder einem Portal montiert werden, um beim Spritzen mit einem laufenden Band Schritt zu halten oder zwischen zwei oder mehr Spritzstationen hin- und herfahren zu können.

Der Comparm-Spritzroboter hat sechs Freiheitsgrade und im Handgelenk ein Drehmoment von 13,6 Newton-Metern. Die maximale Spritzgeschwindigkeit an der Pistolendüse beträgt 1,2 Meter pro Sekunde und die maximale Geschwindigkeit, mit der die Spritzpistole bewegt werden kann, 2 Meter pro Sekunde. Die Wiederholgenauigkeit der Spritzpistolenpositionierung wird mit + 2 Millimeter angegeben.

Der begrenzte Arbeitsbereich, für den der Roboter konzipiert ist, hat zu einer sehr kompakten Ausführung geführt, so daß er wesentlich weniger Raum einnimmt als eine konventionelle Maschine mit vergleichbarer Leistung. Das bedeutet, es ist wesentlich einfacher, zur Automatisierung vorhandener Anlagen einen Comparm-Roboter in ein Spritzverfahren einzubeziehen, als völlig neue Anlagen zu installieren. Mit zusätzlichen Achsen für mehr Bewegungsmöglichkeiten bietet das System einen hohen Grad an Flexibilität.

Portalmontage macht Maschinen-Arm verfahrbar

Die physischen Möglichkeiten des Roboters werden ergänzt und erweitert durch eine maßgeschneiderte Steuerung. Kennung und Förderersynchronisierung ergeben ein vollautomatisches System. Die Programmierung wird erleichtert durch einen leichtgewichtigen Teach-Arm. Das heißt, daß komplexe Bewegungen und Abläufe leicht festgelegt werden können. Die Technik der Computersteuerung gewährleistet, daß Bewegungen stoßfrei und präzise reproduzierbar sind.

Die Roboterbewegungen erfolgen ölhydraulisch bei einem Druck von 14 Megapascal. Gesteuert wird die Armbewegung mit einem Computersystem mit Festplattenspeicher für vier Stunden Betriebsleistung. Das System umfaßt einen Edit/Teach-Speicher sowie einen nichtflüchtigen permanenten Speicher.

Anweisungen für Selbstüberprüfung und Diagnoseroutinen werden mitgeliefert, und das System wird nach Angaben des Herstellers durch Fehlfunktions- und Over-teach-Alarme geschützt. Programminformationen sollen durch Stromausfall nicht beeinträchtigt werden.

Informationen: Britische Botschaft, Friedrich-Ebert-Allee 77, 5300 Bonn 1