Die Nachfrage nach Automatisierung in der Fertigungsindustrie nimmt weiter zu und kann auf nahezu jede Anwendung angewendet werden, von der Verarbeitung über die Montage und Inspektion bis hin zur Verpackung. Portale und 6-Achsen-Industrieroboter werden häufig zur Automatisierung von Anwendungen wie Palettierung, Sortierung und Pick & Place eingesetzt, um nur einige zu nennen. Bei der Spezifikation eines Portals oder Roboters müssen die erforderliche Aufgabe und Nutzlast, die an das System anzubringenden Greifer sowie die erforderlichen Entfernungen und Geschwindigkeiten berücksichtigt werden.

Bei vielen Anwendungen kann ein linear geführtes Portalsystem die gleichen Aufgaben wie ein Industrieroboter erfüllen, verursacht jedoch weniger Kosten und bietet eine größere Flexibilität. Wenn es darum geht, schwere und unförmig geformte Produkte über große Entfernungen zu bewegen, ist ein Portalsystem zweifellos die bessere Lösung. Lassen Sie uns die Vorteile von Portalsystemen erklären.

Größerer Arbeitsbereich

Ein wesentlicher Vorteil von Portalsystemen besteht darin, dass sie höhere Lasten über eine größere Distanz heben können. Ein 3-Meter-Quadratportal kann beispielsweise eine Nutzlast von beispielsweise 100 kg an einer beliebigen Stelle innerhalb dieses 3-Meter-Bereichs auf beiden Achsen positionieren. Umgekehrt verfügt ein Industrieroboter über eine begrenzte Momentlastkapazität, und wenn die Last vom Roboter weg ausgedehnt wird, verringert sich die Nutzlast, je weiter sie sich von der Mittelachse entfernt. Beispielsweise verringert sich die Nutzlast um etwa 50 %, wenn die horizontale Reichweite bei einem typischen 6-Achsen-Roboter auf nur 0,5 Meter erweitert wird. Für eine kleine Nutzlast, die eine größere Distanz zurücklegt, ist daher ein großer Roboter erforderlich. Mit zunehmender Größe des Arbeitsbereichs erhöht sich der Kostenvorteil des Portals.

Um die Vorteile eines Portals in einem größeren Arbeitsbereich hervorzuheben, bietet FUYUMotion eine Reihe linearer Portallösungen 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 bewegt, die Z-Achse mit 0,5 m/s und die Z-Achse einen Hub von 2 Metern ermöglicht. Mit einer Länge von 1 Meter bis zu 3,9 Metern ermöglichen diese Systeme die Aufnahme und Platzierung in einem großen Bereich und demonstrieren die Eignung von Portalen für die Arbeit in größeren Arbeitsbereichen. FUYUMotion bietet eine Reihe von Portalen – von leichter Nutzlast über hohe Geschwindigkeit bis hin zu schwerer Nutzlast gibt es eine Lösung, die den Anforderungen der Kundenanwendungen gerecht wird.

Größere Ladungen

Der Experte für Linearbewegungen, FUYUMotion, hat kürzlich in seiner eigenen Fabrik ein lineares Portalsystem mit Zahnstangenantrieb installiert, um eine Mehrstationen-Tauchanlage für die chemische Endbearbeitung bereitzustellen. 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 eignet sich ideal für ein Portalsystem, da 2-Meter-Objektträger angehoben und in 4 separate Tauchbecken geladen werden müssen. Zwei Köpfe sorgen für Stabilität beim Manövrieren der 2-Meter-Längen; eine anspruchsvolle Form und Größe, die sich nicht für einen Roboter eignet. Die Hochleistungs-Linearführung ist mit ihrem breiten Sortiment an Aluminiumlagern und Linearführungen ideal für diese Anwendung geeignet. Der Lieferumfang von FUYU umfasst alle mechanischen Elemente wie Beine, XZ-Träger, Schlitten, Lager, Zahnstange und Ritzel, Riemenantriebe und Kabelkette , abgestimmt auf die individuellen Bedürfnisse eines Kunden.

Anpassungsfähigkeit und Flexibilität

In manchen Fällen muss der Arbeitsbereich vergrößert werden, nachdem das System einige Zeit in Betrieb war. Einer der Hauptvorteile eines Portalsystems besteht darin, dass die Länge erweitert werden kann, um die Flexibilität zu erhöhen oder bestehende Installationen zukunftssicher zu machen. Die Notwendigkeit, die Produktion zu steigern, stellt zusätzliche Anforderungen an bestehende Systeme und anstatt in zusätzliche Portale zu investieren, wird oft lieber eine Erweiterung vorgenommen, wenn dies überhaupt möglich ist. Andere Gründe für die Notwendigkeit einer Verlängerung könnten auf eine Änderung des Prozesses oder der Anwendung zurückzuführen sein.

Bei einem Portalsystem ist die Vergrößerung der horizontalen Reichweite beispielsweise von 2 m auf 4 m ein relativ einfacher Vorgang, bei dem nur eine einzige Achse verlängert werden muss, um die Hublänge zu erhöhen. Alle anderen Elemente des Portals bleiben gleich, nur ein Strahl ist betroffen, was diese Lösung einfach und kostengünstig macht.

Einer der Kunden von FUYU Motion hatte nach der Konstruktion des Systems einen zusätzlichen vertikalen Hub angefordert. FUYU konnte lediglich einen Ersatz für den Z-Achsen-Träger bereitstellen, der den Hub nach Bedarf verlängerte. Der Rest des Systems blieb unverändert, was die Flexibilität der FUYU-Lösung demonstriert. Ein Industrieroboter in der gleichen Situation würde wahrscheinlich einen vollständigen Austausch erfordern.

Obwohl es möglich ist, Roboter mit verlängerter Achse zu kaufen, um eine größere Reichweite zu ermöglichen, wirkt sich dies auf die Nutzlast des Roboters aus, sodass eine Verlängerung einer Achse nicht immer die beste Lösung ist. Um die Reichweite eines Roboters zu vergrößern und die gleiche Nutzlast beizubehalten, müsste der Kunde in den meisten Fällen auf den Roboter der nächsten Größe umsteigen, was deutlich höhere Kosten verursacht.

Positionierungsführungstechnologie

Für maximale Effizienz muss jede Systeminstallation niedrige laufende Wartungskosten bieten. Dies ist besonders relevant für Hochleistungsanwendungen, bei denen lange Strecken mit schweren Lasten zurückgelegt werden. Systeme, die einen kontinuierlichen Betrieb ermöglichen, ohne dass sie für routinemäßige Wartungsarbeiten wie Nachschmieren regelmäßig angehalten werden müssen, werden von Konstrukteuren und Produktionsingenieuren gleichermaßen hoch geschätzt.

Die Portalsysteme von FUYU basieren auf der Präzisionspositionierungsführungstechnologie. Das Linearführungssystem verfügt über eine einzigartige Wischwirkung, die Schmutz ausstößt, wodurch es besonders gut in den rauen Industrieumgebungen funktioniert, in denen Portale häufig eingesetzt werden. Der Außendurchmesser des Lagers bewegt sich schneller als der Innendurchmesser. Der Geschwindigkeitsunterschied führt dazu, dass sich Partikel, die näher am Zentrum liegen, nach außen zur Peripherie bewegen und ausgestoßen werden. Aufgrund der Geometrie der Gleit- und Lagerschnittstelle werden Schmutzpartikel in einer spiralförmigen Bewegung von der Lauffläche weg zum Außendurchmesser des Lagers geschleudert.

 Wartung

Wenn eine Wartung erforderlich ist, möchte der Kunde wissen, dass der Prozess einfach ist und die Produktionszeit nicht zu sehr beeinträchtigt. Alle in Portalwagen verwendeten Lager sind abnehmbar und können vom Wagen abmontiert werden, ohne dass der Wagen vom Ende der Achse entfernt werden muss. Dies bedeutet, dass der gesamte Prozess sehr schnell abläuft und mit minimalen Ausfallzeiten durchgeführt werden kann. Unter geschmierten Bedingungen ist auch kein Wechsel der Führung erforderlich. Der Austausch von Lagern und Ritzeln ist vergleichsweise unkompliziert und kann problemlos durch das kundeneigene Wartungsteam durchgeführt werden. Roboterintegrierte Lösungen müssen in der Regel von einem Fachmann repariert werden – was nicht nur zusätzliche Kosten, sondern auch zusätzliche Unannehmlichkeiten mit sich bringt.

Integration

Die Herstellung neuer Produkte auf einer bestehenden Montagelinie stellt eine häufige Herausforderung für Kunden dar und geht oft mit dem Wunsch einher, ein automatisiertes Portal oder einen Roboter in die Anlage zu integrieren. Da ein Roboter vollständig programmierbar ist, kann es schwierig sein, ihn in ein bestehendes System zu integrieren. Ein Portalsystem ist jedoch einfacher und kostengünstiger zu integrieren. Viele bestehende Maschinenlösungen werden über einfache SPS-Steuerungen gesteuert und die Integration der komplexen Steuerungssysteme eines 6-Achsen-Roboters kann sich als schwierig und kostspielig erweisen. Umgekehrt wird ein 3-Achsen-Portalsystem oft mit der vorhandenen Steuerung gekoppelt und kann vollständig in bestehende Maschinenfunktionen integriert werden.

Effizienter Arbeitsraum

Da Portale über Kopf oder manchmal auch unterhalb des Arbeitsbereichs montiert werden, bieten sie den zusätzlichen Vorteil, wertvolle Bodenfläche zu sparen, was zu einem effizienteren Arbeitsbereich als bei herkömmlichen Industrierobotern führt. Wenn der Platz knapp ist, ist dies besonders relevant, insbesondere wenn auch der Platz für die Roboterbewachung berücksichtigt werden muss. Portale ermöglichen zudem einen besseren Zugang zu Arbeitsplätzen. Da sich Hersteller darauf konzentrieren, Ausfallzeiten zu reduzieren, um die Produktivität zu maximieren, ist die Möglichkeit, schnell auf Arbeitsstationen zugreifen zu können, ein klarer Vorteil.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Wenn die Anwendung keine komplexen Bewegungen erfordert, für die sechs Freiheitsgrade erforderlich wären, besteht eine gute Chance, dass ein Portal vorteilhaft sein könnte, insbesondere bei der Handhabung schwerer Lasten über größere Arbeitsbereiche.