Fallstudie: Die winzigen Ø3-mm-Induktionselemente von Contrinex helfen bei der Automatisierung des Cobot-Werkzeugwechsels

In einer flexiblen Fertigungsumgebung muss dieser Werkzeugwechsel automatisiert werden, um die Maschinenverfügbarkeit zu maximieren. Der Roboter selbst positioniert und entkoppelt die alten Werkzeuge und wählt die neuen End-of-Arm-Werkzeuge oder Greifer aus einem Lagerregal aus und koppelt sie ein.

Die geringe Größe und das geringe Gewicht der winzigen induktiven Näherungssensoren (Ø 3 mm x 22 mm lang) von Contrinex, ihr Erfassungsabstand von 1 mm und die Möglichkeit, bündig in Stahl eingebaut (eingebettet) zu werden, machen sie ideal für die Erkennung und Erfassung der Anwesenheit eines Werkzeugträgers die Position des Verriegelungsmechanismus.

KUNDENANWENDUNG

Werkzeugwechselsysteme sind bei großen Robotern weit verbreitet und jetzt sind schnelle Werkzeugwechselsysteme verfügbar, um die Produktivität kleiner Roboter zu verbessern. Die Fähigkeiten und Flexibilität des Roboters werden durch ein schnelles Werkzeugwechselsystem weiter verbessert, das einen Wechsel zwischen Endeffektoren innerhalb eines einzigen Fertigungszyklus und nicht nur zwischen Chargen ermöglicht.

Der Werkzeugwechsler verfügt über einen Ring aus Kugellagern, der in eine kreisförmige Nut an der Innenseite des Werkzeugträgers eingreift. Ein einziehbarer Kolben, der sich axial innerhalb des Wechslers und des Trägers bewegt, arretiert die Kugeln und damit den Träger an Ort und Stelle. Das richtige Einrasten und Verriegeln ist für einen sicheren Betrieb unerlässlich, insbesondere wenn das Werkzeug und die Last schwer sind oder sich schnell bewegen.

Um den zuverlässigen Betrieb des Roboters zu gewährleisten, wurde ein äußerst zuverlässiges sensorbasiertes System gesucht, um die Anwesenheit eines Werkzeugträgers während der Endphase der Befestigung zu überprüfen und die Position des Stößels zu überwachen. Das korrekte Ein- und Verriegeln bzw. Entriegeln und Entriegeln wird somit durch den Sensor sichergestellt, bevor der nächste Vorgang gestartet werden kann.

Die Herausforderung, automatisierte Werkzeugwechselsysteme für den Einsatz an kleinen Robotern erschwinglich zu machen, besteht darin, dass sie gleichzeitig ihre hohe Zuverlässigkeit beibehalten und gleichzeitig einen kleinen Bauraum beanspruchen müssen.

KUNDENLÖSUNG

Der kleinste induktive Näherungssensor von Contrinex, der MiniMini, hat einen Durchmesser von Ø3 mm und ist nur 22 mm lang – sein Erfassungsbereich von 1 mm, das robuste V2A-Edelstahlgehäuse und die Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen und mechanische Stöße machten ihn ideal für diese Anwendung. Beim Wechsel der Endeffektoren erkennt ein einzelner Sensor, der axial in der Mitte des Werkzeugwechslers am Arm angebracht ist, die Anwesenheit des Werkzeugträgers und verhindert den Verriegelungszyklus, bis der Eingriff vollständig abgeschlossen ist.

Zwei weitere Sensoren sind übereinander axial in die Seite des Werkzeugwechslers am Ende des Arms eingelassen. Sie erfassen die Position des Kolbens, um den verriegelten oder entriegelten Zustand zu bestätigen und sicherzustellen, dass der Roboterablauf korrekt beginnt.

Die induktiven Näherungssensoren von Contrinex bieten eine kostengünstige „Fit-and-Forget“-Lösung. Die Version mit M8-Stecker an einem kurzen 20-cm-Kabel ermöglicht einen schnellen Wechsel, falls Werkzeug und Sensor beschädigt sein sollten. Der Sensor wiegt einschließlich M8-Stecker und Kabel nur 15 g, weniger als das Doppelte einer 1-Pfund-Münze, ist ähnlich dick und kürzer als der Durchmesser der Münze.