antriebstechnik 11/2024

KUPPLUNGEN UND BREMSEN

KUPPLUNGEN UND BREMSEN TITEL In allen wichtigen Industriebranchen – aber gerade auch im Bereich der Medizintechnik – wird die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter immer enger. An vielen Stellen, z. B. in Kliniken und Pflegeeinrichtungen wird nun der Einsatz von Robotern diskutiert. Diese können helfen, den Alltag zu entlasten und Personalmangel zu kompensieren. Wo die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter enger wird, steigt aber auch das Gefährdungspotenzial. Fällt zum Beispiel während eines Arbeitsvorgangs der Strom aus, muss der Roboterarm, der den Arbeitsschritt vornimmt, sofort exakt gehalten werden, damit Personen in der Nähe keinen Schaden nehmen. Deshalb ist es wichtig, bereits in der Konstruktionsphase ein unbeabsichtigtes Absinken der Last sowie unzulässig lange Anhaltewege dauerhaft auszuschließen. Entscheidend dabei sind die richtige Auswahl der Sicherheitsbremsen sowie deren korrekte Integration in das Gesamtsystem. SCHLANKE, LEICHTBAUENDE BREMSEN FÜR DIE ROBOTIK Um eine sichere Zusammenarbeit zwischen Roboter und Mensch zu gewährleisten, müssen bei Stromausfall oder Not-Stopp die Bewegungen des Roboters schnell und sicher zum Stillstand gebracht werden. Moderne Sicherheitsbremsen, wie beispielsweise die Roba-servostop Cobot von Mayr Antriebstechnik, bewähren sich hier am besten. Denn sie sind speziell auf die Bedürfnisse von Roboterachsen zugeschnitten und zeichnen sich durch äußerst kompakte Bauform, geringes Gewicht und Massenträgheitsmoment sowie optimierte Leistungswerte aus. Das Unternehmen kann dabei auf Know-how aus über 20 Jahren Zusammenarbeit mit renommierten Forschungseinrichtungen zurückgreifen. Darüber hinaus eignet sich die Roba-servostop Cobot für den Einsatz als sicherheitsbezogene Komponente: Sie erfüllt die Anforderungen der Kategorie 1 nach EN ISO 13849-1 als bewährtes Bauteil. Die Bremse ist einfach in die Konstruktion von Robotergelenken integrierbar. Diese ruhestrombetätigte, elektromagnetische Federdruckbremse, die nach dem Fail-Safe-Prinzip arbeitet, verhindert dauerhaft und zuverlässig ein unbeabsichtigtes Absinken der Last sowie unzulässig lange Anhaltewege bei Not-Stopp, Stromausfall oder bei einer anderen Unterbrechung der Stromversorgung. SENSORLOSES MONITORING FÜR INTEGRIERTE, KLEINE BREMSEN „Entscheidend für die Länge des Bremsweges sind die Schaltzeiten der Bremse“, sagt Bernd Kees, Produktmanager bei Mayr Antriebstechnik, und erklärt: „Denn in der Zeit des freien Falls – bis die Bremse schließt und die Verzögerung einsetzt – beschleunigt sich die Masse zusätzlich – unter Umständen so extrem, dass die zulässigen Werte der Bremse überschritten werden.“ Anwender sollten daher bei der Auswahl der Sicherheitsbremsen auf möglichst kurze, verifizierte Schaltzeiten achten und auch darauf, dass diese Schaltzeiten über die gesamte Lebensdauer der Bremse eingehalten werden. Hier sind zuverlässige Monitoring-Lösungen wichtig. Bislang waren Servobremsen aufgrund der kleinen Luftspalte oder wegen der Einbausituation nur sehr schwer oder gar nicht überwachbar. Jetzt gibt es mit dem Roba-brake-checker ein intelligentes Modul, das Servobremsen sensorlos überwacht und gleichzeitig mit Energie versorgen kann. Das Modul erkennt durch eine erweiterte Analyse von Strom und Spannung die Bewegung der Ankerscheibe und weiß, in welchem Zustand sich die Bremse befindet. Der Roba-brake-checker bietet neben der Überwachung von Schaltzustand und kritischer Spulentemperatur auch eine präventive Funktionsüberwachung auf Verschleiß, Funktionsreserve und Fehler. Das Bremsmoment wird bei der Roba-servostop von asbestfreien, organischen Spezialreibbelägen erzeugt, die speziell für diese Anwendung nach umfangreichen Tests ausgewählt wurden. Sie sorgen für ein stabiles statisches und dynamisches Bremsmoment mit geringen Toleranzen. Bremsen mit diesen Spezialbelägen überzeugen zudem durch eine hohe zulässige Reibarbeit bei dynamischen Bremsungen. Roba-servostop Bremsen zeichnen sich durch kompakte Abmessungen aus. Die einfache und robuste Konstruktion erlaubt eine sichere und zuverlässige Montage. Der Betriebsluftspalt ist ab Werk vorgegeben. Eine genaue axiale Positionierung auf der Motorwelle ist nicht erforderlich. Die Bremsen arbeiten immer exakt und zuverlässig, der magnetische Luftspalt wird weder von der mechanischen Einbausituation noch von Lagerspiel oder Temperaturausdehnungen beeinflusst. 01 Roba-servostop Sicherheitsbremsen sind auf die Anforderungen der Robotik zugeschnitten – nach Abschalten des Stromes oder bei Stromausfall sorgen die Bremsen für zuverlässigen und sicheren Halt 02 Die Sicherheitsbremsen sind einbaufertig und einfach in die Konstruktion von Robotergelenken integrierbar 03 Der Roba-brake-checker steuert die Bremsen intelligent und ermöglicht durch sensorloses, vernetztes Bremsenmonitoring eine effiziente und vorausschauende Wartung 04 Cobots können mehrere Gelenke und Bewegungsfreiheitsgrade haben, um eine breite Palette von Aufgaben zu erledigen 01 02 03 14 antriebstechnik 2024/11 www.antriebstechnik.de

04 ENDPRÜFUNG: 100%-QUALITÄTSKONTROLLEN Neben zahlreichen qualitätssichernden Maßnahmen während des Konstruktions- und Fertigungsprozesses führt Mayr Antriebstechnik auch eine umfassende Endprüfung durch, die Produktmanager Bernd Kees so beschreibt: „Jede einzelne Sicherheitsbremse der Bau reihe Roba-servostop wird nach der Komplettmontage und Einstellung einer 100%-igen Ausgangsprüfung unterzogen. Alle wichtigen technischen Eigenschaften wie Federkraft, Luftspalt, Anzugs- und Abfallspannung werden aufgenommen, dokumentiert und mit Seriennummer dauerhaft gespeichert. Zudem wird eine Hochspannungsprüfung durchgeführt. Der Auslieferzustand jeder einzelnen Bremse ist dadurch jederzeit nachvollziehbar.“ Beim Einsatz der Bremsen in anspruchsvollen Anwendungen werden darüber hinaus weiterführende Prüfungen (zum Beispiel Bremsmomentund Schaltzeitmessungen) durchgeführt. STANDARDBAUKASTEN FÜR ROBOTERBREMSEN Der Roba-servostop Baukasten bietet für die unterschiedlichsten Einbausituationen angepasste Lösungen. Zur Wahl stehen Servobremsen mit Nabe und verzahntem Rotor in klassischer oder schlanker Bauform und mit der Roba-servostop Cobot eine optimierte und leichtbauende Variante für Leichtbauroboter. Diese sogenannte Pad-Lösung hat einen sehr großen Innendurchmesser und ist speziell für die Integration in Robotergelenke konzipiert. „Um die optimale Ausführung und Bauform auswählen zu können“, erklärt Bernd Kees, „sollten die Anforderungen an die Bremse anhand der technischen Daten des Antriebs und der Antriebskonstellation möglichst exakt definiert werden. Zudem sollte eine Applikationsprüfung durchgeführt werden, um sicher zu stellen, dass die ausgewählte Bremse zu den tatsächlichen Umgebungsbedingungen passt.“ Mayr Antriebstechnik liefert alle notwendigen Daten für Auslegung und Auswahl der Roba-servostop Baureihen. Dazu zählen beispielsweise die Definition der Bremsmomente, Schaltzeiten, Massenträgheiten, Reibarbeiten bei Not-Stopp, die Anzahl zulässiger Not-Stopps bei verschiedenen Anwendungsbedingungen oder auch Informationen zur geometrischen Anbindung. Zudem unterstützt das Unternehmen Anwender bei der Sicherheitsbetrachtung nach der Norm EN ISO 13849, beispielsweise durch Bereitstellung der B10d-Werte zur Ermittlung des Performance Levels. Darüber hinaus bietet der Produktkonfigurator auf der Website des Unternehmens eine komfortable Auswahl- und Dimensionierungshilfe bis hin zur Ausgabe von Approval Drawings und CAD-Files für die Konstruktion. Bilder: Mayr Antriebstechnik / Robco www.mayr.de DIE IDEE „Unsere Roba-servostop-Sicherheitsbremsen arbeiten nach dem Fail-Safe-Prinzip und verhindern dauerhaft und zuverlässig ein unbeabsichtigtes Absinken der Last bei Not-Stopp oder einer Unterbrechung der Stromversorgung. Die Zuverlässigkeit wird durch unsere 100%ige Ausgangsprüfung gewährleistet. Da wird für jede Bremse der Auslieferzustand genau dokumentiert. Mayr Antriebstechnik hat mittlerweile, auch in Zusammenarbeit mit Forschungsinstituten, sehr viel Erfahrung mit Sicherheitsbremsen gesammelt. Auch dadurch ist es uns gelungen, die entscheidenden Parameter der Bremsen, wie die Schaltzeiten, zu optimieren.“ Bernd Kees, Produktmanager, Mayr Antriebstechnik,Mauerstetten