Schleifring-Integration in SCARA-Roboter für extreme Leistung

Einführung

Die Integration von Schleifringen in SCARA-Roboter ist ein bedeutender Fortschritt auf dem Gebiet der Industrierobotik. SCARA-Roboter (Selective Compliance Assembly Robot Arm) werden für ihre Schnelligkeit und Bewegungspräzision geschätzt und finden Anwendung in Bereichen wie Montage, Pick-and-Place und anderen industriellen Bereichen, in denen Effizienz und Genauigkeit entscheidend sind.

Schleifringe oder elektrische Drehkupplungen spielen eine entscheidende Rolle, da sie die kontinuierliche Übertragung von elektrischer Energie und Datensignalen zwischen den feststehenden und den rotierenden Teilen eines Systems ermöglichen und so gängige Probleme wie Kabelverschleiß, Verwicklung und Verdrehung beseitigen. Dies ist besonders vorteilhaft bei SCARA-Robotern, bei denen komplexe Drehbewegungen ein besonderes Merkmal sind.

In der Regel wird der Schleifring an der letzten Achse des SCARA-Roboters montiert, ein Detail, auf das wir später eingehen werden, um seine Bedeutung, die damit verbundenen Herausforderungen und die Auswirkungen auf die Systemleistung zu verstehen. Diese Integration ermöglicht eine kontinuierliche oder halbkontinuierliche Drehung des Roboterarms und verbessert die Gesamteffizienz.

Dank der jüngsten Innovationen können moderne Schleifringe jetzt auch Hochfrequenzsignale, Ethernet-Daten und Glasfaser übertragen und so die Leistung von SCARA-Robotern weiter steigern. Dieser technologische Fortschritt eröffnet neue Grenzen in der industriellen Automatisierung und ermöglicht eine schnellere Kommunikation, die zu einer präziseren Bewegungssteuerung und einem höheren Durchsatz führt.

In diesem Artikel erörtern wir die Vorteile der Integration von Schleifringen in SCARA-Roboter, gehen auf die jüngsten technologischen Innovationen in diesem Bereich ein und fragen: Wie kann die Integration von Schleifringen zur Weiterentwicklung der Leistung von SCARA-Robotern beitragen? Welche neuen Möglichkeiten eröffnen sich den Roboterherstellern und welchen Herausforderungen werden sie sich stellen müssen?

Herausforderungen

SCARA-Roboter sind für ihre Schnelligkeit und Präzision bei industriellen Arbeiten bekannt. Allerdings stellen sich bei ihrer Konstruktion und ihrem Einsatz einige erhebliche Herausforderungen.

Bewegungssteuerung: Die Notwendigkeit, die Betriebsgeschwindigkeit zu erhöhen und gleichzeitig ein hohes Maß an Genauigkeit beizubehalten, ist eine der größten Herausforderungen. Eine schnelle Signalübertragung ist entscheidend, um die Zykluszeit und die Schließzeit von Regelkreisen zu verkürzen, was sich wiederum auf die Genauigkeit und Reaktionsfähigkeit der Bewegungssteuerung auswirken kann.

Kopfstruktur: Das Gewichtsmanagement in der Kopfstruktur des Roboters ist von entscheidender Bedeutung, da dieser Teil über einen größeren Radius arbeitet und erhebliche Trägheitslasten erzeugt. Die Konstruktion von leichten und zuverlässigen Komponenten ist entscheidend, um sicherzustellen, dass der Roboter effektiv arbeiten kann, ohne die Mechanik zu überlasten oder die Präzision bei den Vorgängen zu beeinträchtigen.

Diese Herausforderungen verdeutlichen die inhärente Komplexität bei der Entwicklung und Implementierung von Hochleistungs-SCARA-Robotern. Die Identifizierung und Bewältigung dieser Herausforderungen ist von entscheidender Bedeutung, um die Leistung weiter zu verbessern und die Grenzen dessen, was mit SCARA-Robotertechnologie möglich ist, zu erweitern.

Lösungen

Um die mit der Konstruktion und dem Betrieb von SCARA-Robotern verbundenen Herausforderungen zu bewältigen, wurden mehrere innovative Lösungen entwickelt. Einige dieser Lösungen werden im Folgenden beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf einer verbesserten Bewegungssteuerung und einem optimierten Kopfstrukturmanagement liegt.

Verbesserte Bewegungssteuerung: Die Hochfrequenz-Feldbusübertragung über Schleifringe kann die Zykluszeit und die Schließzeit von Regelkreisen verkürzen und ermöglicht eine präzisere und reaktionsschnellere Bewegungssteuerung. Schleifringe allein können eine hohe Leistung erbringen; für eine extreme Übertragungsleistung können jedoch optional FORJs (faseroptische Drehdurchführungen) integriert werden, die eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung ohne elektromagnetische Störungen ermöglichen. Servotecnica kann kombinierte Lösungen anbieten, die sowohl Schleifringe als auch FORJs integrieren und die MUX/DEMUX-Elektronik entwickeln. Dies trägt zur Optimierung der Bewegungssteuerung in SCARA-Robotern bei und fördert eine schnellere Kommunikation und präzisere Abläufe.

Optimierung der Kopfstruktur: Die Konstruktion von leichten und zuverlässigen Schleifringen ist entscheidend für ein effektives Gewichtsmanagement der Kopfstruktur. Ein leichter Schleifring reduziert die Trägheitslasten, erhöht den Durchsatz und trägt zur Aufrechterhaltung der Betriebseffizienz des Roboters bei. Darüber hinaus kann eine Konstruktion, die es dem Schleifring ermöglicht, radiale und axiale Kräfte aufzunehmen, in die Mechanik des Kunden integriert werden, was zu einer weiteren Reduzierung des Gewichts und der Anzahl der erforderlichen Komponenten beiträgt, ohne die Zuverlässigkeit oder Leistung des Systems zu beeinträchtigen. Die Entwicklung kundenspezifischer Lösungen, die genau den Anforderungen der Anwendung entsprechen und redundante Komponenten vermeiden, ist ein effektiver Ansatz, um das für die Anwendung erforderliche Minimum zu erreichen und eine weitere Optimierung in Bezug auf Gewicht und Funktionalität zu ermöglichen.

Diese Lösungen sind ein wichtiger Schritt zur Bewältigung der Herausforderungen, die mit der Bewegungssteuerung und dem Kopfstrukturmanagement bei SCARA-Robotern verbunden sind. Durch die Implementierung dieser Technologien ist es möglich, die Leistung von SCARA-Robotern auf ein neues Niveau zu heben, was spürbare Vorteile in Bezug auf Effizienz und Präzision in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen bringt.