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#Produkttrends
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Portalsysteme: die perfekte Lösung für schwere Lasten und größere Arbeitsbereiche
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Wartung, Integration, effizienter Arbeitsumfang.
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Die Nachfrage nach Automatisierung in der Fertigungsindustrie nimmt weiter zu und kann in nahezu jeder Anwendung eingesetzt werden, von der Verarbeitung über die Montage und Inspektion bis hin zur Verpackung. Portale und 6-achsige Industrieroboter werden häufig zur Automatisierung von Anwendungen wie Palettierung, Sortierung und Pick & Place eingesetzt, um nur einige zu nennen. Bei der Auswahl eines Portals oder eines Roboters müssen die erforderliche Aufgabe und Nutzlast, die am System angebrachten Greifer sowie die erforderliche Entfernung und Geschwindigkeit berücksichtigt werden.
Bei vielen Anwendungen kann ein linear geführtes Portalsystem die gleichen Aufgaben erfüllen wie ein Industrieroboter, ist aber kostengünstiger und bietet mehr Flexibilität. Wenn es darum geht, schwere und unhandliche Produkte über eine große Distanz zu bewegen, ist ein Portalsystem zweifellos die bessere Lösung. Lassen Sie uns die Vorteile von Portalsystemen erläutern.
Größerer Arbeitsbereich
Ein wesentlicher Vorteil von Portalsystemen besteht darin, dass sie höhere Lasten über eine größere Entfernung heben können. Ein 3-Meter-Portal mit quadratischem Grundriss kann beispielsweise eine Nutzlast von 100 kg innerhalb dieses 3-Meter-Bereichs auf beiden Achsen positionieren. Umgekehrt hat ein Industrieroboter eine begrenzte Kapazität in Bezug auf die Momentlast, und wenn die Last vom Roboter weg bewegt wird, verringert sich die Nutzlast, je weiter sie sich von der Mittelachse entfernt. Beispielsweise verringert sich die Nutzlast um ca. 50 %, wenn die horizontale Reichweite bei einem typischen 6-Achsen-Roboter auf nur 0,5 m erweitert wird. Für eine kleine Nutzlast, die über eine größere Distanz bewegt werden soll, ist daher ein großer Roboter erforderlich. Je größer der Arbeitsbereich wird, desto größer ist der Kostenvorteil des Portals.
Um die Vorteile eines Portals in einem größeren Arbeitsbereich hervorzuheben, bietet FUYUMotion eine Reihe von Linearportallösungen zum Heben von Paletten an. Jedes Portal hat eine Nutzlast von 100 kg, wobei sich die X-Achse mit einer Geschwindigkeit von 1,5 m/s, die Z-Achse mit 0,5 m/s und die Z-Achse mit einem Hub von 2 m bewegt. Mit einer Länge von 1 m bis zu 3,9 m sind diese Systeme in der Lage, in einem großen Bereich zu kommissionieren und zu platzieren, was die Eignung von Portalen für die Arbeit in größeren Arbeitsbereichen unter Beweis stellt. FUYUMotion bietet eine Reihe von Portalen an - von leichter Nutzlast und hoher Geschwindigkeit bis hin zu schwerer Nutzlast gibt es eine Lösung, die den Anforderungen der Kundenanwendungen entspricht.
Größere Lasten
Der Linearbewegungsexperte FUYUMotion hat vor kurzem ein zahnstangengetriebenes Linearportalsystem in seinem eigenen Werk installiert, um eine Tauchanlage für die chemische Endbearbeitung mit mehreren Stationen zu versehen. Basierend auf einer Gesamtnutzlast von 100 kg und 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-Rutschen in 4 separate Tauchbecken heben und laden muss. Zwei Köpfe werden eingesetzt, um die Stabilität beim Manövrieren der 2-Meter-Rutschen zu gewährleisten; eine anspruchsvolle Form und Größe, die sich nicht für einen Roboter eignet. Die Schwerlast-Linearführung mit ihrer breiten Palette an Aluminiumlagern und Linearführungen ist für diese Anwendung ideal geeignet, und der Lieferumfang von FUYU umfasst alle mechanischen Elemente wie Beine, XZ-Träger, Schlitten, Lager, Zahnstange und Ritzel, Riemenantriebe und Kabelketten, die auf die individuellen Bedürfnisse eines Kunden zugeschnitten sind.
Anpassungsfähigkeit und Flexibilität
In manchen Fällen muss der Arbeitsbereich vergrößert werden, nachdem das System bereits einige Zeit in Betrieb ist. Einer der Hauptvorteile eines Portalsystems ist, dass die Länge verlängert werden kann, um die Flexibilität zu erhöhen oder bestehende Anlagen zukunftssicher zu machen. Die Notwendigkeit, die Produktion zu steigern, stellt zusätzliche Anforderungen an die bestehenden Systeme, und anstatt in ein zusätzliches Portal zu investieren, wird häufig eine Verlängerung vorgezogen, wenn dies überhaupt möglich ist. Andere Gründe für die Notwendigkeit einer Verlängerung können darin liegen, dass sich der Prozess oder die Anwendung ändert.
Bei einem Portalsystem ist die Vergrößerung der horizontalen Reichweite von beispielsweise 2 m auf 4 m ein relativ unkomplizierter Prozess, bei dem nur eine einzige Achse verlängert werden muss, um die Hublänge zu erhöhen. Alle anderen Elemente des Portals bleiben gleich, es ist nur ein Träger betroffen, was diese Lösung einfach und kosteneffizient macht.
Ein Kunde von FUYU Motion hatte nach der Fertigstellung des Systems einen zusätzlichen Vertikalhub angefordert. FUYU war in der Lage, nur den Träger der Z-Achse auszutauschen, um den Hub wie gewünscht zu vergrößern. Der Rest des Systems blieb unverändert, was die Flexibilität der FUYU-Lösung unterstreicht. Ein Industrieroboter in der gleichen Situation würde wahrscheinlich einen kompletten Austausch erfordern.
Obwohl es möglich ist, Roboter mit verlängerten Achsen zu kaufen, um eine größere Reichweite zu erzielen, wirkt sich dies auf die Nutzlast des Roboters aus, so dass die Verlängerung einer Achse nicht immer die beste Lösung ist. In den meisten Fällen müsste der Kunde, um die Reichweite eines Roboters zu vergrößern und die gleiche Traglast beizubehalten, auf die nächsthöhere Robotergröße umsteigen, was mit erheblich höheren Kosten verbunden ist.
Technologie der Positionierhilfe
Für maximale Effizienz muss jede Systeminstallation niedrige laufende Wartungskosten bieten. Dies gilt insbesondere für Anwendungen mit hoher Beanspruchung, bei denen lange Strecken mit schweren Lasten zurückgelegt werden. Systeme, die einen kontinuierlichen Betrieb ermöglichen, ohne dass sie regelmäßig für routinemäßige Wartungsarbeiten wie Nachschmierung angehalten werden müssen, werden von Konstrukteuren und Produktionsingenieuren gleichermaßen geschätzt.
Die Portalsysteme von FUYU basieren auf der Technologie der Präzisionspositionierführung. Das Linearführungssystem verfügt über eine einzigartige Abstreifwirkung, die Verunreinigungen ausstößt, so dass es in den rauen industriellen Umgebungen, 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 an der Mitte befinden, nach außen an den Rand wandern und dort herausgeschleudert werden. Aufgrund der Geometrie der Schnittstelle zwischen Gleiter und Lager werden die Partikel in einer spiralförmigen Bewegung zum Außendurchmesser des Lagers und damit von der Lauffläche weg geschleudert.
Wartung
Wenn eine Wartung erforderlich ist, möchte der Kunde sicher sein, dass der Prozess einfach ist und die Produktionszeit nicht zu sehr beeinträchtigt wird. Alle in den Portalschlitten verwendeten Lager sind abnehmbar und können vom Schlitten demontiert werden, ohne dass der Schlitten vom Ende der Achse entfernt werden muss. Das bedeutet, dass der gesamte Prozess sehr schnell und mit minimalen Ausfallzeiten durchgeführt werden kann. Unter geschmierten Bedingungen muss auch die Führung nicht gewechselt werden. Das Auswechseln von Lagern und Ritzeln ist vergleichsweise einfach und kann leicht vom internen Wartungsteam des Kunden durchgeführt werden. Roboterintegrierte Lösungen müssen in der Regel von einem Spezialisten repariert werden, was nicht nur zusätzliche Kosten, sondern auch zusätzliche Unannehmlichkeiten verursacht.
Integration
Die Herstellung neuer Produkte auf einer bestehenden Montagelinie ist eine häufige Herausforderung, mit der Kunden konfrontiert werden, 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 hingegen ist einfacher und kostengünstiger zu integrieren. Viele bestehende Maschinenlösungen werden über einfache SPS-Steuerungen angetrieben und es kann sich als schwierig und kostspielig erweisen, die komplexen Steuerungssysteme eines 6-achsigen Roboters zu integrieren. Ein 3-Achs-Gantry-System hingegen lässt sich oft mit der vorhandenen Steuerung kombinieren und kann vollständig in die vorhandenen Maschinenfunktionen integriert werden.
Effizienter Arbeitsraum
Da Portale über oder manchmal auch unter dem Arbeitsraum montiert werden, bieten sie den zusätzlichen Vorteil, dass sie wertvolle Bodenfläche einsparen, was zu einem effizienteren Arbeitsraum führt als ein herkömmlicher Industrieroboter. Dies ist vor allem dort von Bedeutung, wo der Platz knapp ist, vor allem, wenn auch der Platz für die Roboterverkleidung berücksichtigt werden muss. Portale ermöglichen auch einen besseren Zugang zu den Arbeitsplätzen. Da sich die Hersteller darauf konzentrieren, Stillstandszeiten zu reduzieren, um die Produktivität zu maximieren, ist die Möglichkeit, schnell auf die Arbeitsplätze zuzugreifen, ein klarer Vorteil.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, wenn die Anwendung keine komplexen Bewegungen erfordert, für die 6 Freiheitsgrade notwendig sind, ein Portal durchaus von Vorteil sein kann, insbesondere bei der Handhabung schwerer Lasten in größeren Arbeitsbereichen.