Automatisierung in der Fertigungsindustrie wird immer stärker nachgefragt und kann auf nahezu jede Anwendung von der Verarbeitung, Montage, Inspektion bis hin zur Verpackung angewendet werden. Portale und 6-Achs-Industrieroboter werden häufig verwendet, um Automatisierung für Anwendungen wie Palettieren, Sortieren und Pick & Place zu erreichen, um nur einige zu nennen. Bei der Spezifikation eines Portals oder Roboters müssen die erforderliche Aufgabe und Nutzlast, die Greifer, die an das System angeschlossen werden, sowie die erforderlichen Entfernungen und Geschwindigkeiten berücksichtigt werden.

Für viele Anwendungen kann ein linear bewegungsgeführtes Portalsystem die gleichen Aufgaben wie ein Industrieroboter erfüllen und dabei weniger Kosten verursachen und eine größere Flexibilität bieten. Überall dort, wo es darum geht, schwere und unhandlich geformte Produkte über weite Strecken zu bewegen, ist ein Portalsystem zweifelsohne die bessere Lösung. Lassen Sie uns die Vorteile von Portalsystemen erklären.

Größerer Arbeitsbereich

Ein wesentlicher Vorteil von Portalsystemen besteht darin, dass sie höhere Lasten über eine größere Distanz heben können. Ein 3 Meter großes Portal zum Beispiel kann eine Nutzlast von beispielsweise 100 kg überall innerhalb dieser 3 Meter großen Hüllkurve auf beiden Achsen positionieren. Umgekehrt hat ein Industrieroboter eine begrenzte Kapazität in Bezug auf die Momentbelastung, und wenn die Last vom Roboter weggezogen wird, verringert sich die Nutzlast, je weiter sie sich von der Mittelachse entfernt. Beispielsweise verringert sich die Nutzlast um etwa 50 %, wenn die horizontale Reichweite bei einem typischen 6-Achs-Roboter auf nur 0,5 Meter erweitert wird. Daher wird für eine geringe Nutzlast ein großer Roboter benötigt, der eine größere Entfernung zurücklegt. Mit wachsendem Arbeitsraum erhöht sich der Kostenvorteil des Portals.

FUYUMotion unterstreicht die Vorteile eines Portals in einem größeren Arbeitsbereich und bietet eine Reihe von Linearportallösungen zum Heben von Paletten. Jedes Portal hat eine Nutzlast von 100 kg, wobei sich die X-Achse mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/s bewegt, die Z-Achse mit 0,5 m/s und die Z-Achse mit einem Hub von 2 Metern. Mit Längen von 1 Meter bis 3,9 Meter Länge kommissionieren und platzieren diese Systeme über einen weiten Bereich und demonstrieren die Eignung von Portalen für das Arbeiten in größeren Arbeitsbereichen. FUYUMotion bietet eine Reihe von Portalen – von leichter Nutzlast über hohe Geschwindigkeit bis hin zu schwerer Nutzlast gibt es eine Lösung für die Anforderungen der Kundenanwendungen.

Größere Lasten

Der Linearbewegungsexperte FUYUMotion hat kürzlich ein zahnstangengetriebenes Linearportalsystem in seinem eigenen Werk installiert, um eine mehrstufige Tauchanlage für die chemische Endbearbeitung bereitzustellen. Ausgehend von einer Gesamtnutzlast von 100 kg bei einer Nenngeschwindigkeit von 0,5 m/s bietet diese Lösung einen langen x-Achsen-Hub von 2.000 mm. Die Anwendung ist ideal für ein Portalsystem geeignet, da sie 2 Meter lange Rutschen heben und in 4 separate Tauchbecken laden muss. Zwei Köpfe werden verwendet, um Stabilität beim Manövrieren der 2 Meter langen Längen zu gewährleisten; eine herausfordernde Form und Größe, die sich für einen Roboter nicht eignet. Die Heavy Duty Linearführung mit ihrem breiten Sortiment an Aluminiumlagern und Linearführungen ist ideal für diese Anwendung geeignet, und der Lieferumfang von FUYU umfasst alle mechanischen Elemente wie Beine, XZ-Träger, Schlitten, Lager, Zahnstange & Ritzel, Riemenantriebe und Kabelkette , zugeschnitten auf die individuellen Bedürfnisse eines Kunden.

Anpassungsfähigkeit und Flexibilität

In manchen Fällen muss der Arbeitsbereich nach längerer Betriebszeit des Systems vergrößert werden und einer der wesentlichen Vorteile eines Portalsystems besteht darin, dass die Länge verlängert werden kann, um die Flexibilität zu erhöhen oder bestehende Installationen zukunftssicher zu machen. Die Notwendigkeit, die Produktion zu erhöhen, erfordert zusätzliche Anforderungen an bestehende Systeme. Anstatt in zusätzliche Portale zu investieren, wird oft bevorzugt, wenn möglich zu erweitern. Andere Gründe für die Notwendigkeit einer Verlängerung können eine Änderung des Prozesses oder des Antrags sein.

Bei einem Portalsystem ist beispielsweise die Erhöhung der horizontalen Reichweite von 2 m auf 4 m ein relativ einfacher Vorgang, bei dem nur eine einzige Achse verlängert werden muss, um die Hublänge zu erhöhen. Alle anderen Elemente des Portals bleiben gleich, wobei nur ein Strahl betroffen ist, was diese Lösung einfach und kostengünstig macht.

Ein Kunde von FUYU Motion hatte nach dem Bau des Systems einen zusätzlichen vertikalen Hub angefordert. FUYU konnte nur den Z-Achsen-Träger ersetzen, der den Hub nach Bedarf verlängerte. Der Rest des Systems blieb unverändert, was die Flexibilität der FUYU-Lösung demonstrierte. Ein Industrieroboter in der gleichen Situation würde wahrscheinlich einen kompletten Austausch erfordern.

Obwohl es möglich ist, Roboter mit verlängerter Achse zu kaufen, um eine größere Reichweite zu ermöglichen, wirkt sich dies auf die Nutzlast des Roboters aus, sodass eine Verlängerung einer Achse nicht immer die beste Lösung ist. Um die Reichweite eines Roboters zu vergrößern und die gleiche Nutzlast beizubehalten, müsste der Kunde in den meisten Fällen zu einem Roboter der nächsten Größe wechseln, was erheblich höhere Kosten verursacht.

Positionierungsführungstechnologie

Für maximale Effizienz muss jede Systeminstallation niedrige laufende Wartungskosten bieten. Dies ist insbesondere für Hochleistungsanwendungen relevant, bei denen lange Strecken mit schweren Lasten zurückgelegt werden. Systeme, die einen kontinuierlichen Betrieb ermöglichen, ohne dass sie regelmäßig für routinemäßige Wartungsarbeiten wie zum Beispiel Nachschmieren angehalten werden müssen, werden von Konstrukteuren und Produktionsingenieuren gleichermaßen hoch geschätzt.

Die Portalsysteme von FUYU basieren auf seiner präzisen Positionierungsführungstechnologie. Das Linearführungssystem verfügt über eine einzigartige Abstreifwirkung, die Schmutz ausstößt, wodurch es in den rauen Industrieumgebungen, in denen Portale häufig eingesetzt werden, besonders gut funktioniert. Der Außendurchmesser des Lagers bewegt sich mit einer höheren Geschwindigkeit als der Innendurchmesser. Der Geschwindigkeitsunterschied bewirkt, dass Partikel, die sich näher am Zentrum befinden, sich nach außen zur Peripherie bewegen und ausgestoßen werden. Aufgrund der Geometrie der Schnittstelle zwischen Gleiter und Lager wird der Schmutz in einer spiralförmigen Bewegung zum Außendurchmesser des Lagers ausgestoßen, weg von der Lauffläche.

 Wartung

Wenn eine Wartung erforderlich ist, möchte der Kunde wissen, dass der Prozess einfach ist und die Produktionszeit nicht zu stark beeinträchtigt. Alle in Portalwagen verwendeten Lager sind abnehmbar und können vom Wagen demontiert werden, ohne dass der Wagen vom Ende der Achse entfernt werden muss. Dies bedeutet, dass der gesamte Prozess sehr schnell und mit minimalen Ausfallzeiten durchgeführt werden kann. Auch im geschmierten Zustand muss die Führung nicht gewechselt werden. Der Wechsel von Lagern und Ritzel ist vergleichsweise einfach und kann problemlos vom hauseigenen Wartungsteam des Kunden durchgeführt werden. Roboterintegrierte Lösungen müssen normalerweise von einem Spezialisten repariert werden – was nicht nur zusätzliche Kosten, sondern auch zusätzliche Unannehmlichkeiten verursacht.

Integration

Die Herstellung neuer Produkte auf einer bestehenden Montagelinie stellt eine häufige Herausforderung für Kunden dar und geht oft mit dem Wunsch einher, ein automatisiertes Portal oder einen Roboter in das System zu integrieren. Da ein Roboter vollständig programmierbar ist, kann es schwierig sein, ihn in ein bestehendes System zu integrieren. Ein Portalsystem ist jedoch einfacher und kostengünstiger zu integrieren. Viele bestehende Maschinenlösungen werden über einfache SPS-Steuerungen angesteuert und können sich als schwierig und kostspielig erweisen, die komplexen Steuerungssysteme eines 6-Achs-Roboters zu integrieren. Umgekehrt wird ein 3-Achs-Portalsystem oft mit der bestehenden Steuerung gekoppelt und kann vollständig in bestehende Maschinenfunktionen integriert werden.

Effiziente Arbeitsumgebung

Da Portale über Kopf oder manchmal unter dem Arbeitsraum montiert werden, bieten sie den zusätzlichen Vorteil, wertvolle Stellfläche zu sparen, was zu einem effizienteren Arbeitsraum als der herkömmliche Industrieroboter führt. Gerade bei beengten Platzverhältnissen ist dies relevant, umso mehr, wenn auch der Platz für die Roboterabsicherung berücksichtigt werden soll. Gantries ermöglichen auch einen besseren Zugang zu Workstations. Da Hersteller sich darauf konzentrieren, Ausfallzeiten zu reduzieren, um die Produktivität zu maximieren, ist die Möglichkeit, schnell auf Workstations zuzugreifen, ein klarer Vorteil.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, wenn die Anwendung keine komplexen Bewegungen erfordert, für die die 6 Freiheitsgrade erforderlich wären, ein Portal sehr wahrscheinlich von Vorteil sein könnte, insbesondere bei der Handhabung schwerer Lasten über größere Arbeitsbereiche.