Cobots und Servicerobotik mit Plug-and-play Getriebe
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In Logistik, Pflege, Küchen, Bars oder auf dem Acker: Das Potential für Servicerobotik ist groß. Cobots übernehmen hier monotone und nicht ergonomische Aufgaben. Für die einfache, kostengünstige Umsetzung solcher Leichtbauroboter stellt Igus einen Getriebebaukasten für Cobots vor. Im Mittelpunkt steht das vollintegrierte Tribo Wellgetriebe mit Motor, Absolutwert Encoder, Kraftregelung und Controller. Eingesetzt im Serviceroboter Rebel beschleunigt Igus nun die Low-Cost-Automatisierung. Hier erfahren Sie, was es neues zu Cobot und Getriebe gibt:
Inhalt
Smarter Igus Cobot mit digitalem Ökosystem
16.03.2022 | Igus liefert ab sofort den Serviceroboter Rebel auch als smarte Version aus. Nur ein Jahr nach seiner Erstvorstellung des Getriebebaukastens für Cobots verzeichnet Igus heute schon 20 Automatisierungsprojekte pro Woche. Dabei setzt Igus ganz auf seine Motion Plastics Expertise: Der Einsatz von Kunststoff macht die kollaborativen Robots mit 8,2 kg zum leichtesten Serviceroboter mit Cobot Funktion in seiner Klasse. Alle mechanischen Bauteile im Rebel sind von Igus entwickelt und gefertigt. Die Traglast des Cobots beträgt 2 kg, seine Reichweite beträgt 664 mm. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei ± 1 mm bei 7 Pick/min.
Planetengetriebe & Wellgetriebe Präzision von Schaeffler
Das Herzstück ist das weltweit erste industrietaugliche Cobot Getriebe aus Kunststoff. „Hinter diesen Zahlen stecken 1041 Tests im hauseigenen Labor seit 2019, bei denen wir tribologische und thermodynamische Tests zu 15 Materialpaarungen und Toleranzketten durchgeführt haben“, sagt Alexander Mühlens, Leiter des Geschäftsbereichs Low-Cost-Automation bei Igus.
„Eine besonders große Herausforderung war die Wärmeentwicklung in den vollintegrierten Wellgetrieben. Sie werden durch den Motor thermisch beeinflusst. In der Entwicklung haben wir uns daher zusätzlich auf größere Motoren und einen besseren Wirkungsgrad konzentriert, um die Wärmeentwicklung deutlich zu verringern. „Dadurch konnten wir kontinuierlich Verbesserungen erzielen und am Ende die Zyklenzahl auf zwei Millionen sogar verfünffachen. Das entspricht einer üblichen Lebensdauer von zwei Jahren.”
Transparenz für präventive Wartung
Igus hat sein Motion Plastics Know-how für die kollaborativen Robots auch in die Leistungselektronik eingebracht und erstmalig einen Encoder mit Hilfe von Leitplastikbahnen entwickelt. Dreh- und Zyklenzahl, Durchläufe, Temperatur und Strom können exakt gemessen werden. Dank einer Cloudanbindung mit Webcam stellt ein Dashboard die generierten Daten live dar. Der Anwender erhält so die volle Transparenz über die Cobots im Betrieb. Kennzahlen wie Verschleiß, Taktzeit und Stückzahlen werden ermittelt.
Mit Kuka vom Harting Stecker zur Roboter Connectivity
Es gibt die Mensch-Roboter-Kollaboration Rebel in zwei Varianten: als Open Source Version ohne Robotersteuerung, Netzteil und Software für 3900 Euro bei Stückzahl 1 und als Plug-and-Play Ausführung mit Cobots, Steuerungssoftware und Netzteil für 4970 Euro bei Stückzahl 1. Gemäß dem Ansatz „Build or Buy“ stehen Anwendern neben der kompletten Robotik auch die einzelnen Rebel Wellgetriebe in den Durchmessern 80 und 105 mm zur Verfügung. Das Drehmoment beträgt 3 Nm (80) bzw. 25 Nm (105) bei 6 RPM, mit einer Übersetzung von 50:1.
Online Marktplatz mit 40 Partnern
Der Rebel ist auf dem Online-Marktplatz RBTX erhältlich. Hier finden Anwender Einzelkomponenten, Integrationsunterstützung sowie Hard- und Software von mehr als 40 Partnern Verschiedenste Roboterkinematiken, Kameras, Software, Gripper, Power Electronics, Motoren, Sensoren und Steuerungen – alles ist zu 100 % miteinander kompatibel.
Roboter Antriebe für den stark wachsenden Markt
Auf einer 400 m² großen Customer Testing Area beraten Experten täglich per Live-Video und schicken innerhalb von Stunden Lösungsangebote. „Wir spüren, dass wir Automatisierung noch zugänglicher machen, da wir mit unserem Service RBTXpert allein in Deutschland mehr als 20 Kundenprojekte pro Woche beraten. Bis Ende März erweitern wir deshalb den Service um zehn weitere Online-Berater. International sind wir bereits in sieben Ländern verfügbar, weitere 14 sind in Vorbereitung”, so Alexander Mühlens. „Aus diesen positiven Erfahrungen, den vielen umgesetzten Projekten und den zahlreichen Kundengesprächen heraus entwickelt sich zurzeit ein spannendes Ökosystem an weiteren Services."
App Store für weitere Ideen
Ziel ist es, mit neuen Angeboten und Businessmodellen die Integration der Low-Cost-Automation weiter zu vereinfachen. „Wir werden einen App Store zur Verfügung stellen, in dem Anbieter von Low-Cost-Automation und freie Softwareentwickler ihre Software-Ideen einbringen können. Indem sie bestehende Software nutzen, können Anwender ihre Automatisierung noch schneller realisieren. So ist die Anbindung der Roboter an digitale Services wie IFTTT oder smarte Assistenten wie Alexa oder Siri möglich.
Mensch-Roboter-Kollaboration als Türöffner zur Robotik Etablierung
Der Besucher kann dann beispielsweise in einer Kaffeebar per Sprache seinen Lieblingskaffee ordern und der kollaborierende Roboter schenkt ihn dann aus. Daraus ergeben sich ganz neue Business-Modelle wie Pay-per-Pick, bei dem Nutzer nicht für den Roboter, sondern nur für seine Aufgabe zahlen. Diese neuen Möglichkeiten werden den Robotics Markt ebenso wie den Alltag nachhaltig verändern“, sagt Mühlens.
Plug-and-play Getriebebaukasten für Roboter
18.02.2021 | „Wir befähigen Konstrukteure mit unseren Low-Cost Automation Lösungen kostengünstig in die Zukunft der Servicerobotik einzusteigen“, erläutert Stefan Niermann, Igus Geschäftsführung für Low-Cost Automation. „Das eröffnet Raum für ganz neue Ideen im Bereich der Automatisierung: Roboter, die im Einzelhandel Kaffee ausschenken oder zuhause die Spülmaschine ausräumen können; Cobots, die in der Pflege eingesetzt werden, ebenso wie Industrieroboter – und das alles made in Germany“, so Herr Niermann. Er präsentierte zusammen mit Alexander Mühlens die Robots to go Philosophie auf der Hannover Messe Preview 2021:
Tribo-Wellgetriebe für 5. Achse
Eine besonders wichtige Rolle spielen die Getriebe als Herzstück von modernen Robotern. Der Motion Plastics Spezialist hat dafür im letzten Jahr eine neue Generation an Tribo Wellgetrieben für die Bewegung an der 5. Roboter Achse vorgestellt. Reibung und Verschleiß werden durch schmierfreie Tribo Polymere optimiert. Der Einsatz von Kunststoffen gestattet die äußerst kompakte Bauweise und kostengünstige Herstellung der kollaborierenden Roboter.
Robotergreifer, EOAT, Greifer Kits für Cobot und Industrieroboter
Das Drygear Wellgetriebe kann zum Beispiel in der letzten Achse vor den Greifern von Gelenkarm Roboter, Portal Roboter und Delta Roboter eingesetzt werden. Der Getriebebaukasten für Cobots ergänzt das breite Igus Angebot im Bereich der Low-Cost Automation. Mit der Plug-and-play Lösung lassen sich spannende Anwendungen für Cobots schnell umsetzen – ganz ohne sich Gedanken zur Leistungselektronik machen zu müssen.
Der Getriebebaukasten besteht aus Tribo Wellgetrieben in den Größen 80 und 105. Zudem sind Motorcontroller, Elektronik zur Kraftregelung, Absolutwert Encoder und Motor integriert. Im Getriebe kommen ein Tribo Wellgenerator und ein Tribo Flexring mit Außenverzahnung sowie ein Außenläufer BLDC Motor zum Einsatz. Zusammen mit Verbindungselementen kann auf Basis der Getriebe ein individueller Roboter konstruiert werden. Mit den zusätzlichen elektronischen Komponenten ist dieser auch als Cobot ausführbar.
„Wir sehen für unsere leichten Kunststoff Wellgetriebe Marktchancen in Robotern, die unter 8 Kilogramm wiegen“, sagt Alexander Mühlens, Leiter Low-Cost Automation bei Igus. „Denn bei der Robotik in der Low-Cost Automation zählt neben Traglast und Preis auch das Gewicht. So lassen sich Leichtbau Roboter einfacher transportieren und effizienter auf fahrerlosen Transportsystemen, 7. Roboter Achsen oder in naher Zukunft sogar an Drohnen einsetzen.“
Wellgetriebe für Industrieroboter, Cobots und Handling
Das geringe Gewicht sei auch beim Einsatz in Cobots ein deutlicher Pluspunkt, denn kleinere Massen verursachen auch kleinere Kräfte bei Kollisionen. Dank der elektronischen Komponenten im vollintegrierten Wellgetriebe sind MRK-Fähigkeiten gegeben. Mittels Absolutwert Drehgeber können Kräfte und Momente über den Motorstrom ermittelt und sicher begrenzt werden. Ein Doppelencoder misst vor und hinter dem Gelenk, erkennt dabei Kräfte und Drehmomente, um darauf reagieren zu können.
Low-Cost Automation wächst kontinuierlich
Die vollintegrierten Wellgetriebe sollen auch in einer neuen Version vom Service Roboter Rebel von Igus zum Einsatz kommen. Diese kollaborierenden Cobots werden dadurch sehr viel schlanker. Die integrierten BLDC Motoren mit Leistungselektronik machen sie günstig.
„Unser Ziel ist es, den Service Roboter schon ab geringen Stückzahlen für 2900 Euro auf den Markt zu bringen. Er soll 2 kg tragen können bei einer Reichweite von bis zu 650 Millimetern und einem Eigengewicht von unter 10 Kilogramm sowie einer Mindestlaufzeit von 2 Millionen Zyklen“, kündigt Alexander Mühlens an.
Der Cobot Getriebebaukasten ergänzt das breite Angebot für die Low-Cost Automation von Igus mit Getrieben, verschiedensten Robots Kinematiken bis hin zur Steuerung. Low-Cost Automation bedeutet neben günstigen Einstiegspreisen auch nur so viel zu automatisieren, wie notwendig, damit sich die Investition innerhalb weniger Monate armortisiert.
Drehmoment messen mit getriebeinterner Sensorik
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Der Autor Oliver Cyrus ist Leiter Presse + Werbung bei der Igus GmbH in Köln.