Scope Online - Industriemagazin für Produktion und Technik
Sie befinden sich hier:
Home> Automatisierung> Antriebstechnik>

Sicherheitsbremsen für Roboterachsen - Bewegungslos bei Stromausfall

Antrieb für Sensor-SchrauberLeise Schrauber mit Feingefühl

Mikro-Sensor-Schraubsysteme

Leise, hoch dynamische Kleinstantriebe mit großer Leistung in kleinem Bauraum erlauben es, Kleinkomponenten sachgemäß mit Hilfe von robusten Sensor-Schraubern zu montieren.

…mehr

Sicherheitsbremsen für RoboterachsenBewegungslos bei Stromausfall

Antriebe in der Robotik müssen dynamisch, präzise und gleichzeitig möglichst klein und leicht sein. Daher hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt mit den RoboDrive-Motoren eine neue Motortechnologie geschaffen, die eine hohe Drehmoment-Entwicklung und Leistungsdichte vereint – und dies bei geringem Gewicht und Bauraum. In den Motoren setzen die Entwickler auf Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik. Die leistungsstarken Roba- servostop-Bremsen sind nicht nur extrem schlank und leicht, sondern bieten auch sichere, konstante Haltemomente über die gesamte Lebensdauer.

sep
sep
sep
sep
Mit den Stator-Rotor-Einbausätzen der ILM-Baureihe bietet die RoboDrive-Technologie Lösungen für strukturintegrierte Antriebstechnik. (Bild: TQ-Systems)

Ob Roboter in Produktionsstraßen mit Menschen interagieren, im Krankenhaus hochpräzise Operationen vornehmen oder Flugzeuge instandhalten – überall dort, wo der Bauraum begrenzt ist und Leichtbau gefordert wird, gleichzeitig aber höchste Präzision und Dynamik erreicht werden müssen, kommen die RoboDrive-Motoren zum Einsatz. Diese Motoren wurden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) speziell für die Bedürfnisse der Robotik entwickelt. Seit 2005 steht die RoboDrive-Antriebstechnologie, gefertigt von der TQ Systems GmbH, als kommerzielles Produkt zur Verfügung. „RoboDrive-Motoren von TQ haben die höchste Drehmomentdichte am Markt“, erklärt Ulrich Kerber, aus dem Vertrieb der TQ Systems. „Gleichlauf, Dynamik und optimale thermische Anbindung sind an den besonders anspruchsvollen Anforderungen der Robotik ausgerichtet. Zum Halten von Lasten und für höchste Dynamik beim Beschleunigen ist die Motor-Auslegung einfach optimal.“ In den Motoren kommen die kompakten Roba-servostop-Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik zum Einsatz. Auch sie sind mit ihrer extrem schlanken Bauform und dem geringen Gewicht auf die Anforderungen der Robotik zugeschnitten und halten den Umgebungsbedingungen problemlos stand. Nach Abschalten des Stroms oder bei Stromausfall sorgen die Bremsen für zuverlässigen und sicheren Halt der Achsen in jeder Position – das ist wichtig für die Betriebssicherheit.

Anzeige

Anpassbare Servo-Kits

Mit den Stator-Rotor-Einbausätzen der ILM-Baureihe, den sogenannten Servo-Kits, bietet die RoboDrive-Technologie individuelle Lösungen für strukturintegrierte Antriebstechnik. „Unsere Servo-Kits werden an die unterschiedlichsten Antriebsaufgaben angepasst und anschließend direkt beim Kunden in die Anwendungen designt“, erläutert Ulrich Kerber. „Auf Basis dieser Servo-Kits können unsere Kunden eigene Aktuatoren entwickeln, aber auch kundenspezifische Gesamtlösungen bei TQ im Auftrag geben.“ Die Vorteile der Stator-Rotor-Einbausätze liegen neben dem geringen Gewicht und dem kompakten Bauraum vor allem auch im Hohlwellendesign, das die Durchführung von Signalen, Medien, Strahlen und Kabeln sowie die Integration von Getriebeelementen, Spindelmuttern oder Optiken ermöglicht. Neben Servo-Kits sowie gehausten Voll- und Hohlwellenmotoren gehören zum RoboDrive-Programm die Getriebemotoren der Baureihen RD-HD und RD-PG, die sich durch eine branchenführende Leistungsdichte auszeichnen. Um Bauraum und Gewicht zu sparen, sind bei diesen Motoren das Planetengetriebe (Baureihe RD-PG) bzw. das Harmonic-Drive-Getriebe (Baureihe RD-HD) direkt in das Motorgehäuse integriert, genauso wie verschiedene Positionssensoren. „Eine Integrationsmöglichkeit für die Roba-servostop-Sicherheitsbremsen ist in allen Motoren vorgesehen“, ergänzt Ulrich Kerber. „Die Bremsen zeichnen sich durch kleine Außendurchmesser bei gleichzeitig großem Bohrungsdurchmesser für das Hohlwellendesign aus. Zugeschnitten auf den jeweiligen Motor haben die Bremsen nur eine Länge von 10 bis 15 Millimeter. Sie sind nicht nur sehr leicht, sondern auch im magnetischen Aktuieren extrem schnell. Mit Schaltzeiten von 8 bis 15 Millisekunden sind sie um den Faktor fünf bis zehn schneller als andere Bremsen.“

Sicherheit durch Fail-Safe-Prinzip

Bei der Entwicklung von Leichtbaubremsen kann Mayr Antriebstechnik auf eine langjährige Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt zurückblicken. „Unsere Leichtbaubremsen, welche vor annähernd 20 Jahren im Zuge des Forschungsprojekts LBR II begannen, haben sich heute als marktfähige Standardlösung etabliert und bewähren sich tagtäglich in unzähligen Robotik-Applikationen weltweit“, erklärt Helmut Kleinheinz, Verkaufsleiter bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten. „Die Herausforderung besteht heute darin, die unterschiedlichsten Einbausituationen durch ein sinnvolles Baukastenprinzip effektiv zu bedienen.“

Roba-servostop-Bremsen sind ruhestrombetätigte, elektromagnetische Federdruckbremsen, die nach dem Fail-Safe-Prinzip arbeiten: Fällt zum Beispiel während eines Arbeitsvorgangs der Strom aus, muss der Roboterarm, der den Arbeitsschritt vornimmt, sofort exakt gehalten werden und darf nicht unkontrolliert absinken oder abstürzen. Dafür drücken im energielosen Zustand Schraubenfedern gegen die Ankerscheibe. Der Rotor mit den Reibbelägen, der direkt mit dem Kundenbauteil verschraubt wird, wird zwischen der Ankerscheibe und der Bremsplatte gehalten. Wenn der Strom eingeschaltet wird, baut sich ein Magnetfeld auf. Die Ankerscheibe wird gegen den Federdruck an den Spulenträger gezogen. Der Rotor ist frei und der Motor kann durchlaufen.

Roba-servostop-Bremse

Die Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik sind speziell für die hohen Anforderungen der Robotik konzipiert und gewährleisten sichere, konstante Haltemomente über die gesamte Lebensdauer. Sie sind leistungsdicht, verschleißfest und auch bei anspruchsvollen Umgebungsbedingungen wie zum Beispiel Temperaturen innerhalb des Motors bis 120 °C einsetzbar. Die Bremsen zeichnen sich zudem durch eine hohe zulässige Reibarbeit bei dynamischen Bremsungen aus: Normalerweise werden bei Servoantrieben zugunsten guter Regeleigenschaften und hoher Dynamik Lastmassenverhältnisse (Last/Motor) von 3:1 oder kleiner gewählt. Bei den Roba-servostop-Bremsen sind durch hohe zulässige Reibarbeiten und Reibleistungen Lastmassenverhältnisse von 30:1 und mehr möglich. Die Konstruktion der Sicherheitsbremsen erlaubt eine einfache, schnelle und zuverlässige Montage: Der Betriebsluftspalt ist ab Werk vorgegeben. Eine genaue axiale Positionierung auf der Motorwelle ist im Gegensatz zu Permanentmagnetbremsen nicht erforderlich. „Unsere Bremsen werden alle einer umfangreichen Endprüfung auf modernen Prüfständen unterzogen, bei welcher alle betriebsrelevanten Kriterien überprüft und dauerhaft archiviert werden“, erläutert Helmut Kleinheinz. „Das stellt die gleichbleibend hohe Qualität unserer Produkte sicher und erlaubt 100-prozentige Nachvollziehbarkeit – denn Zuverlässigkeit und Sicherheit kennen keine Kompromisse.“

In Zukunft will sich die TQ Systems GmbH mit der RoboDrive-Technologie vom Komponenten- und Motorenhersteller hin zum Systemlieferanten entwickeln. „Wir entwickeln derzeit einen eigenen Umrichter, der höchste Regler-Taktfrequenzen unterstützt, also um den Faktor fünf schneller ist als aktuell am Markt erhältliche Umrichter“, gibt Ulrich Kerber einen kurzen Ausblick in die Zukunft. „Dadurch steht Entwicklern auch in der Regelung die volle Dynamik unserer Motoren zur Verfügung.“ cs

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zu dieser Firma

Richtfest der neuen Halle 7 bei Mayr Antriebstechnik in Mauerstetten

Neue MontagehalleMayr Antriebstechnik feierte Richtfest für Halle 7

Dankbar für den reibungsfreien Bauablauf feierten der Bauherr Mayr Antriebstechnik und die ausführenden Firmen vor wenigen Tagen gemeinsam das Richtfest der neuen Produktions- und Montagehalle in Mauerstetten. Wie geplant wird die Halle noch vor dem Winter verschlossen.

…mehr
Mayr Antriebstechnik in Zhangjiagang

SicherheitsbremsenMayr Antriebstechnik eröffnet neues Werk in China

Mayr Antriebstechnik expandiert und baut seine Kapazitäten im Reich der Mitte weiter aus. Im Mai eröffnete der Spezialist für Sicherheitskupplungen und -bremsen in unmittelbarer Nähe zur bisherigen Niederlassung ein neues Werk mit rund 8000 qm Produktionsfläche – pünktlich zum zehnjährigen Bestehen von Mayr China.

…mehr

Weitere Beiträge in dieser Rubrik

Mikro-Sensor-Schraubsysteme

Antrieb für Sensor-SchrauberLeise Schrauber mit Feingefühl

Leise, hoch dynamische Kleinstantriebe mit großer Leistung in kleinem Bauraum erlauben es, Kleinkomponenten sachgemäß mit Hilfe von robusten Sensor-Schraubern zu montieren.

…mehr
Korrosionsschutz nsd tupH

OberflächenveredelungNord bietet Antriebssysteme mit der Oberflächenveredelung nsd tupH

Für raues Klima und raue Behandlung bietet Nord Drivesystems Antriebssysteme mit der Oberflächenveredelung nsd tupH an.

…mehr
Servomotoren

ElektromotorenEngel bietet Baureihen HBI und HBR als platzsparende Lösungen

Ultraflache Transportwagen, filigrane Montagewerkzeuge oder mobile Wiegesysteme sind nur einige Beispiele für Anwendungen, die Konstrukteuren sehr wenig Platz lassen für den Einbau der Antriebseinheiten.

…mehr
Anzeige
Anzeige
Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Direkt zu:


ExtraSCOPE


TrendSCOPE


Robotik in der industriellen Fertigung