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Special Automatisierung/Robotik

Teller-Schleifringe für End-of-Arm-Tooling

Ob klassisches Pick & Place oder MRK: Roboter halten Einzug in der Industrie. Die Prozesssicherheit ist hier entscheidend.
Ob klassisches Pick & Place oder MRK: Roboter halten Einzug in der Industrie. Die Prozesssicherheit ist hier entscheidend.
(Bild: Tera Vector – Adobe Stock)

Der Kübler Teller-Schleifring, auch Pancake-Schleifring genannt, dient zur Übertragung von Last und Signalen für unterschiedliche Greifersysteme, die elektrisch angetrieben werden. Mit seinen mechanischen und technischen Merkmalen ermöglicht er eine hohe Datensicherheit und hohe Anlagenverfügbarkeit.

Robotik in der Automatisierungswelt

Seit über 15 Jahren ist die Branche Robotik auf Wachstumskurs. Grund dafür ist der Einsatz von Robotern in Fertigungs- und Logistikprozessen in der Fabrikautomation, bei denen Mensch und Roboter verschiedene Arbeitsschritte gemeinsam umsetzen. Wie diese Zusammenarbeit aussieht, hängt von der jeweiligen Aufgabe ab. Die Formen Koexistenz, Kooperativ und Kollaborativ beschreiben dabei, wie eng der Kontakt zwischen Mensch und Roboter mittlerweile besteht, wobei die kollaborative Zusammenarbeit die engste Form davon ist. Hier teilen sich Mensch und Roboter einen gemeinsamen Arbeitsraum und arbeiten parallel am gleichen Werkstück. Ein Cobot zeichnet sich beispielsweise durch seine leichte Bauweise aus sowie seine Bewegungsfreiheit in Bezug auf mehrachsige Bewegungen und maximaler Sicherheit für den Menschen durch Laserscanner oder Kamerasysteme. Damit die flexible Bewegung und Leichtigkeit in der Praxis auch umgesetzt werden kann, werden bei elektrisch gesteuerten Greifern, die am Ende des Roboterarms verschiedene Werkstücke, Gegenstände, Gewichte greifen, Teller-Schleifringe in das Greifersystem integriert. Last und Signale werden durch den Teller-Schleifring übertragen und versorgen somit das Greifsystem.

Schleifring als kompakte Lösung

Für die Übertragung von Last und Signalen könnte man auch Kabel einsetzen. Der Nachteil wäre hier vor allem die bewegliche Einschränkung des Roboterarms, denn eine kontinuierlich rotative Bewegung ist mit Kabeln nicht möglich. Selbst im Schwenkbetrieb sind die gebräuchlichen Kabel derart hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, dass sie häufig das schwächste Glied in der Kette bilden.

Selbstredend, dass gerade in hochautomatisierten und miteinander getakteten Abläufen die Anlagenverfügbarkeit ein extrem hohes Gut ist. Deshalb finden Teller-Schleifringe (Pancake-Schleifringe) in der Robotik ihre Daseinsberechtigung. Durch den Einsatz von Teller-Schleifringen werden Last und Signal von einer stationären Plattform auf die rotierende Plattform, in diesem Fall das Greifersystem am Ende des Roboterarms, zuverlässig übertragen. Für die Dynamik des Roboterarms ist im Wesentlichen das Gewicht und seine Baulänge entscheidend. Teller-Schleifringe sind auch hier in puncto Einbautiefe eine geeignete Lösung. Der Kübler Teller-Schleifring ist mit seiner kurzen Bauart von 10 bis 15 mm in axialer Richtung und seinem zu vernachlässigbaren geringen Gewicht die ideale Lösung für zahlreiche Roboter mit elektrischem Greifersystem. Je kürzer der Roboterarm, desto schnellere Bewegungen sind für den Roboter möglich. Dadurch werden Arbeitsprozesse in kürzeren Taktzeiten bearbeitet, was eine höhere Anlageneffizienz ermöglicht.

Teller-Schleifringe
Die Teller-Schleifringe übertragen Last und Signale in einer kompakten Bauform von 10 bis 15 mm.
(Bild: Kübler)

Dauerhaft zuverlässige Übertragung

Für eine hohe Anlagenverfügbarkeit ist eine störungsfreie Übertragung von Last und Signalen essenziell. Um dies sicherzustellen, sind die Kübler Teller-Schleifringe mit einem multiplen redundanten System ausgestattet, das eine hohe Übertragungssicherheit ermöglicht. Erreicht wird dies durch mehrere Kontakte pro Übertragungsweg, wobei jeder einzelne wiederum über mehrere Kontaktpunkte verfügt. Ein Beispiel verdeutlicht das Ganze: Am Umfang des Teller-Schleifrings befinden sich mindestens vier Kontakte (Bürsten) und jeder einzelne ermöglicht mit Mikrofedern eine zuverlässige Übertragung von Last und Signal. Durch diese mehrfache oder anders gesagt multiple redundante Abtastung steht einer einwandfreien Versorgung elektrischer Greifersysteme nichts mehr im Wege. Die Übertragung erfolgt über das Anpressen der beiden Teller/Scheiben. In aller Regel ist das Schleifringmodul in das Greifergehäuse integriert.

Aufgrund der vielen Kontaktpunkte reichen geringste Anpressdrücke, um Last und Signale störungsfrei zu übertragen. Durch das geringe Anpressen der beiden Scheiben sind die Teller-Schleifringe demnach wartungsfrei, stehen für eine lange Lebensdauer und leisten ihren Beitrag zur hohen Anlagenverfügbarkeit. Gängige Varianten leisten derzeit bis zu 5 A/60 VAC, 48 VDC und sind bis 20 Kanäle erhältlich. Die Teller-Schleifringe sind für Feldbus/Industrial Ethernet geeignet und decken einen Arbeitstemperaturbereich von - 40 bis 75 °C ab.

Über den Autor
Autorenbild
Filippo Zerbo

Leiter Marketing Kommunikation, Kübler

Über die Firma
Kübler Gruppe, Fritz Kübler GmbH
Villingen-Schwenningen
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