Evolutie in de robotica: snelle aanpasbaarheid als sleutel tot succes

In de industrie en logistiek voeren robots over het algemeen monotoon werk uit, dat ze vrijwel eindeloos kunnen herhalen met gelijkblijvende nauwkeurigheid. Een nieuw type gereedschapswisselaar verandert deze specialisten voor grote oplages in een flexibele allrounders, die ook kleine oplages en afzonderlijke componenten kostenefficiënt kunnen produceren.

IPR, leverancier van robotapparatuur, biedt de TKX-serie wisselaars. Ze werken met motoren van Faulhaber in de elektrische aandrijvingen van de automatische gereedschapswisselaars.

Robots grijpen en houden vast, ze klemmen en schroeven, ze schuimen en lassen. De gestandaardiseerde massaproductie kan gebruik maken van gespecialiseerde robots, die dag in, dag uit dezelfde taken uitvoeren. Maar veel processen vragen om flexibiliteit, bijvoorbeeld als de productoplage niet meer dan 1 is. En het is belangrijk om de investeringskosten zo laag mogelijk te houden. Hoe meer verschillende taken een robot uit kan voeren, des te beter.

Hier kan gereedschapswisselaar TKX worden ingezet. De TKX bevindt zich aan het uiteinde van de robotarm en kan allerlei verschillende gereedschappen uit een rek pakken. Dankzij deze technologie kan één en dezelfde robot bijvoorbeeld eerst een werkstuk oppakken en positioneren, het vervolgens bewerken met gereedschappen, en na afloop de kwaliteit controleren met een contoursensor of een camera en de resultaten documenteren.

Hiervoor heeft de adapter geschikte doorvoeren nodig voor de bijbehorende gereedschapsfuncties. De TKX-productserie biedt hier allerlei opties en levert diverse laterale oppervlakken waar extra modules op kunnen worden vastgeschroefd. De belangrijkste taak van de gereedschapswisselaar is echter om het gereedschap na het oppakken veilig vast te zetten, en om die vergrendeling snel en steeds betrouwbaar weer los te laten als het gereedschap na gebruik weer wordt teruggelegd. 

Pneumatisch of elektrisch?

Traditioneel gebruiken veel industriële toepassingen een vorm van pneumatische krachtoverbrenging voor dit proces. Dit vraagt echter om compressors, leidingen en een eigen besturingssysteem met allerlei mechanische componenten. In sectoren die steeds hogere vereisten stellen op het gebied van reinheid en hygiëne, zoals de productie van micro-elektronica of voedingsmiddelenindustrie, zijn pneumatische systemen geen optie: het is onvermijdelijk dat er perslucht vrijkomt. En in cleanrooms is deze technologie al helemaal taboe.

Volgens het Duitse bedrijf IPR – Intelligent Peripherals for Robots – is er een verschuiving naar elektrische aandrijvingen. “Elektromotoren werken niet alleen hygiënisch veilig, ze zijn ook veel flexibeler in gebruik. Niet iedere werklocatie heeft een persluchtaansluiting, maar stopcontacten zijn er vrijwel overal. In nieuwere fabrieken worden over het algemeen geen pneumatische systemen meer geplaatst. Voor cobots en kleinere robots en decentrale locaties is een elektrische aandrijving bijna altijd de betere keus.”

Ontwikkelingsingenieur Roman Batz: “De afgelopen jaren zijn de ontwikkelingen snel gegaan. Voor onze toepassingen hebben we in principe ontzettend veel vermogen nodig, en hele kleine afmetingen. Faulhaber levert motoren die de vergelijking met pneumatische aandrijvingen makkelijk aankunnen.”

Openen, sluiten, vasthouden

Het krachtigste elektrisch aangedreven model, de TKE 300, kan objecten tot 300 kilo hanteren. Het koppel dat de motor levert in stand-bymodus zou genoeg zijn om deze lasten betrouwbaar aan te kunnen. Voor de zekerheid zet IPR echter ook zelf-houdende kinematica in, die het bedrijf in-house heeft ontwikkeld.

Een borstelloze motor uit de BXT-productfamilie levert de kracht voor het openen, sluiten en vasthouden. Batz: “De gereedschapswisselaars uit de TKX-serie zijn beschikbaar op hetzelfde platform met zowel pneumatische als elektrische aandrijvingen. En we hebben ook een handmatige uitvoering in de productserie. Dit betekent dat het complete assortiment aan toebehoren kan worden gebruikt met alle soorten aandrijvingen, zonder dat nieuwe gereedschappen nodig zijn. Het is ook relatief eenvoudig om over te stappen op elektrisch bedrijf. Dit creëert nieuwe mogelijkheden voor de robotautomatisering.”