Platzsparende Federkraftbremse für Gelenke
Der Einsatz humanoider Roboter wird für viele produzierende Unternehmen eine immer attraktivere Option. Die Vorteile der Roboter sprechen für sich: Eine hohe Flexibilität in Hinblick auf den Arbeitsplatz bei gleichbleibender Präzision. Doch vor der tatsächlichen Inbetriebnahme stehen technische Herausforderungen, zu denen auch die Auswahl der passenden Bremsenlösung zählt. Eine optimierte Federkraftbremse von KEB Automation schafft hier Abhilfe.
Robotikanwendungen sind in der Industrie vielerorts bereits bewährt. So übernehmen Industrieroboter und Cobots Aufgaben in der Montage beim Transport und in vielen weiteren Bereichen. Für die Industrie werden jedoch auch humanoide Roboter zunehmend interessanter – Maschinen, die dem menschlichen Körper nachempfunden sind und mithilfe von Sensoren und künstlicher Intelligenz Aufgaben ausführen. Zudem sind sie in der Lage, mit Menschen zu interagieren und in diversen Umgebungen zu arbeiten.
Vorteile von humanoiden Robotern
Und genau in diesem Punkt unterscheiden sich humanoide Roboter von klassischen Industrierobotern. Denn während auf Wiederholbarkeit ausgelegte Industrieroboter in vorab festgelegten und auf die Roboter zugeschnittenen Umgebungen zum Einsatz kommen, richten sich humanoide Roboter nach der Welt des Menschen. Ein weiterer elementarer Unterschied liegt in der Flexibilität: Konventionelle Roboter führen mit höchster Präzision exakt die Aufgaben durch, die zuvor detailreich programmiert wurden. Soll nun eine andere Aufgabe erledigt werden, ist auch eine neue Programmierung erforderlich. Humanoide Roboter sind demgegenüber als „Allrounder“ zu verstehen, die vielseitig einsetzbar sind und kontinuierlich dazulernen.
Vor diesem Hintergrund bieten zum Beispiel der Automotive-Sektor, die Logistik oder Metallverarbeitung Potenziale für den Einsatz humanoider Roboter. Hier können sie effizient verschiedene Transport- und Handlingaufgaben übernehmen. Auch in der Fertigung sind die Roboter eine Option, insbesondere da hier Arbeitsplätzte für Menschen ausgelegt sind und beispielsweise in der Montage oder der Maschinenbeladung wechselnde Aufgaben anfallen können. Auch außerhalb der Industrie eignen sich die Roboter: Im Gesundheitswesen können sie Pflegepersonal unterstützen oder in Gastronomie Serviceaufgaben übernehmen.
Technische Anforderungen
Mit dem zunehmenden Interesse an humanoiden Robotern stellt sich immer häufiger die Frage, auf welche technischen Voraussetzungen es für den reibungslosen und sicheren Betrieb ankommt. Neben Sensoren, Greifsystemen, künstlicher Intelligenz und Motoren kommt hierbei Bremsen eine bedeutende Rolle zu. „Die Flexibilität eines humanoiden Roboters setzt voraus, dass dieser möglichst flexibel konstruiert ist und über bewegliche Stellen verfügt. Hier sitzen Achsen und Gelenke, die mithilfe der Bremsen von KEB sicher in Position gehalten werden“, sagt Kevin Zysk, Leiter Vertrieb Bremsen und Kupplungen bei KEB. Damit werden nicht nur Arme oder Beine des Roboters kontrolliert gehalten, sondern auch unkontrollierte Bewegungen bei Fehlern oder bei einem Stromausfall verhindert beziehungsweise gebremst.
Bei der Auswahl der passenden Bremsenlösung aus dem Portfolio von KEB sind aufgrund der Abmessungen des Roboters besondere Anforderungen zu berücksichtigen. Denn im Bereich einer beweglichen Komponente muss neben Aktuator, Motor, Geber oder Getriebe auch die Bremse Platz finden. Daher sind Bremsen in flacher Bauform erforderlich wie die Federkraftbremse COMBISTOP S1 Flat. Die Haltebremse verfügt über ein patentiertes Reibsystem und ist rund 50 Prozent kleiner als herkömmliche Federkraftbremsen mit ähnlichem Moment und Durchmesser.
„Die COMBISTOP S1 Flat sorgt nicht nur für einen besonders platzsparenden Einbau, sondern liefert auch ein hohes Drehmoment von bis zu 10,8 Nm bei geringem Haltestrom“, sagt Zysk. „Wenn erforderlich, ist auch die Durchführung von Kabeln innerhalb der Bremse möglich, wodurch die Beweglichkeit des Roboters erhöht wird.“
Geringer Stromverbrauch, hohe Materialunabhängigkeit
Auch der niedrige Stromverbrauch ist in der Praxis nicht zu unterschätzen, da die Bremse über diverse Gelenke (auch Joints genannt) Energie aufnimmt und humanoide Roboter in der Regel batteriebetrieben sind. Eine Besonderheit bei der Wahl der COMBISTOP S1 Flat: Die Bremse kommt ohne Seltene Erden aus, liefert aber eine vergleichbare Performance wie eine Permanentmagnetbremse. Das schafft aufgrund der Materialunabhängigkeit eine höhere Planungssicherheit. Durch das Plug & Play-System ist die S1 Flat einfach zu montieren und dank desanbaufertig eingestellten Luftspalt kann die Inbetriebnahme in kürzester Zeit erfolgen.
„Humanoide Roboter sind komplex. Daher kommt in den seltensten Fällen eine Standard-Bremse infrage. Vielmehr besprechen wir mit unseren Kunden die spezifischen Anforderungen und schaffen somit maßgeschneiderte Lösungen auf Basis bestehender Standardprodukte“, sagt Zysk.
