Snelwisselsysteem laat robots multitasken

Een van de redenen voor de steile opmars van robots in industriŽle toepassingen is ongetwijfeld dat de machines steeds flexibeler worden. Systemen voor het wisselen van gereedschappen stellen robots in staat om meerdere taken uit te voeren of zich aan te passen aan productvariaties zonder langdurige omsteltijden.

De tijd dat een robot gebouwd werd om jaren aan een stuk steeds dezelfde eenvoudige taak uit te voeren, ligt al lang achter ons. De tijd dat een productielijn jarenlang eenzelfde product maakte, trouwens ook. Productieruns worden steeds korter en productvariaties al maar uitgebreider.

De wereld van industriŽle robots heeft zich de laatste jaren met succes aangepast aan deze realiteit. Robots hebben een steeds hogere herhaalnauwkeurigheid, wat er toe bijdraagt dat een nieuwe applicatie snel geÔmplementeerd kan worden. Dankzij offline simulatie kan zo een implementatie bovendien op voorhand volledig voorbereid worden. Er is aan de lijn zelf nog weinig fine tuning nodig, wat de flexibiliteit bij het inzetten van robots doet toenemen.

Maar ook in een applicatie zelf, worden robots steeds flexibeler, waardoor ze meerdere taken en productvariaties aankunnen. Daarin is een belangrijke rol weggelegd voor snelwisselsystemen. Dat zijn tools die de robots in staat stellen om van gereedschap te wisselen zonder tussenkomst van een operator.

Verschillende toepassingen

Een van de applicaties waarin gereedschapswisselaars frequent gebruikt worden, zijn lastoepassingen. Dankzij een gereedschapswisselaar kan een robot afwisselend een grijper en lastoorts hanteren zodat de robot zowel de handling van werkstukken als het lassen zelf aankan. Dat spaart een robot uit in de constructie van een lascel en maakt ook de programmatie eenvoudiger omdat de kans op botsingen verkleint.

Gereedschapswisselaars worden ook volop ingezet in assemblagelijnen in de automobielindustrie. Om meerdere modellen door elkaar te kunnen produceren op een zelfde lijn moeten de robots in staat zijn om producten met verschillende vormen en afmetingen te grijpen. De meest betrouwbare oplossing om dit te realiseren is het wisselen van grijper, waarbij elke productvariatie zijn eigen grijper heeft.

Een derde reeks toepassingen zijn processen waarin handling gecombineerd wordt met bevestigingstechnieken. Dat kan zowel verlijmen zijn als het gebruik van schroeven of klinknagels.

Tot slot bieden gereedschapswisselaars ook bijkomende mogelijkheden voor in line kwaliteitscontrole. De robot kan na zijn taak een tool met camera of 3D scanner nemen om het resultaat te verifiŽren.

Onderstaande video van SCHUNK toont het gebruik van een snelwisselsysteem in combinatie met de grijper PGN-plus-P.

Fail-safe vergrendeling

Een van de cruciale aspecten van snelwisselsystemen is dat ze zodanig ontworpen moeten zijn dat de robot zijn gereedschap niet kan verliezen, ook niet wanneer de perslucht of stroom wegvalt. SCHUNK, en ook andere leveranciers, lossen dat op door middel van een bevestigingssysteem waarbij kogels in het deel aan de robotzijde in een groef in het deel aan de gereedschapszijde geduwd worden. Het induwen van de kogels gebeurt via een piston die pneumatisch of elektrisch aangedreven wordt. De constructie is zodanig dat het gewicht van het gereedschap geen kracht uitoefent op die piston zodat die op zijn plaats blijft, ook wanneer die niet langer aangedreven wordt.

Naast dat vergrendelingsmechanisme bevat het systeem pinnen die een perfecte positionering garanderen en mee helpen om torsiekrachten op de gereedschapswisselaar op te vangen. Een precieze positionering is uiteraard belangrijk om de herhaalnauwkeurigheid van de toepassing niet in het gedrang te brengen. Een sensor detecteert of een gereedschap correct ingeklemd is en stuurt dat signaal naar de controller van de robot die de toepassing bij een afwijking meteen kan stilleggen.

Rond het vergrendelingssysteem zitten allerlei doorvoeren voor de aandrijving van gereedschappen en de communicatie van stuursignalen. Dat zijn elektrische contacten maar ook doorvoeren voor perslucht en eventueel hydraulische olie. Heel wat snelwisselsystemen hebben daarnaast nog de mogelijkheid om toepassingsspecifieke doorvoeren toe te voegen, bijvoorbeeld voor de aanvoer van schroefjes of klinknagels. Voor de bevestiging van dergelijke bijkomende doorvoeren hebben sommige systemen een of meerdere vlakke zijden met de nodige voorzieningen.

Performantie

Waar het manueel verwisselen van gereedschappen al snel een half uur in beslag kan nemen doet een snelwisselsysteem dit in slechts een paar seconden. De tijd die nodig is voor wisselen van tools is een van de aspecten waarin verschillende systemen zich van elkaar onderscheiden. Andere karakteristieken zijn het gewicht en de maximale belastingskracht. Sommige systemen kunnen tot honderden kiloís aan. De meest cruciale factoren zijn echter de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid omdat die uiteindelijk de performantie van een flexibele robotcel bepalen.

© Productivity.be, 14/01/2019


Feel free to share

Productivity.be Update Alerts

Wenst u regelmatig update alerts te ontvangen over nieuwe artikels en productoverzichten?


Productivity.be

is een publicatie van
Redactiebureau ConScript

Contact

Erwin Vanvuchelen
+32 (0)475 64 99 34
erwin@conscript.be
erwinvanvuchelen