Structuur- en crash dempers ter bescherming van de zevende as

De zevende as zorgt ervoor dat robots in veel productie-installaties beweeglijker zijn en vergroot daarmee hun reikwijdte en actieradius. Om ongelukken te voorkomen werkt EXPERT-TÜNKERS GmbH, specialist in geautomatiseerde productieprocessen, al jaren samen met ACE Stoßdämpfer GmbH om de eindposities te beschermen.

De eisen op het gebied van snelheid en flexibiliteit van automatiseringsoplossingen worden steeds hoger. Specialist daarin is de Tünkers Gruppe uit de Duitse deelstaat Hessen. Tünkers voorziet engineers wereldwijd van beproefde producten voor veelvoorkomende taken waarbij robots een rol spelen, zoals het opspannen, bewerken en transporteren van materialen of onderdelen. De robuuste, onderhoudsarme modules zijn ook geschikt voor intensieve toepassingen bij de grootschalige productie in de auto- en toeleveringsindustrie. Het modulaire systeem heeft een aandrijving, procesbesturing en bijpassende interfaces en kan onder andere worden gebruikt voor het klemmen of transporteren van onderdelen.

De zogeheten zevende as

Ook voor de dochteronderneming EXPERT-TÜNKERS zijn innovatie, betrouwbaarheid en precisie in de automatiseringstechniek van groot belang. Dit bedrijf richt zich met name op draaitafels en transporttechnologie, waarbij steeds vaker klantspecifieke oplossingen worden ontwikkeld. Een product waarbij beproefde technologie met innovatieve techniek wordt gecombineerd, is de zogeheten zevende as. Dit is een extra lineaire as. Deze vergroot de flexibiliteit, de reikwijdte en de actieradius van robots. Zo kunnen robots op verschillende locaties verschillende taken uitvoeren. Dit zorgt voor snellere en efficiëntere werkprocessen en bespaart grondstoffen.

Vereiste: voordelige beveiliging van de eindpositie onafhankelijk van stroomvoorziening

EXPERT-TÜNKERS vertrouwt bij de snelle en nauwkeurige lineaire assen op een modulair ontwerp, waarbij zelfs over een afstand van 30 meter zeer precies kan worden gewerkt. De assen worden aangedreven door een tandheugel met schuine vertanding en geharde flanken, door een robuust, verstelbaar geleidingssysteem en een in de loopwagen van de robot geïntegreerde servo-aandrijfmotor.

Naast toepassingen vlak boven de grond is ook verrijdbaar geo-gereedschap denkbaar, en dankzij de expertise van TÜNKERS kan de zevende as ook in de vorm van een bocht worden ingezet. Maar ongeacht met of zonder bocht: een crash in de eindposities moet hoe dan ook worden voorkomen. Anders bestaat het risico op reparaties aan de robots, aan het gehele systeem én op kostbare uitvaltijden. Daarom zocht het ontwerpteam van de lineaire as tijdens de ontwikkelingsfase naar een beveiligingsmechanisme dat niet afhankelijk is van stroomvoorziening.

Voor EXPERT-TÜNKERS kwam alleen een bedrijf dat voldoet aan de hoogste normen op het gebied van kwaliteit en duurzaamheid als leverancier van deze onderdelen in aanmerking. Tegelijkertijd moest een voordelige oplossing worden gevonden. Dempingsspecialist ACE Stoßdämpfer GmbH uit Langenfeld kon aan deze eisen voldoen. “Door eerdere samenwerkingen wisten we dat, naast productkwaliteit, service vaak de doorslag geeft bij ACE. Dat was ook nu weer het geval”, aldus Nuno Martins, International Engineering Coordinator bij EXPERT-TÜNKERS. Uit het ontwerp bleek dat aan de twee uiteinden van de transportroute rekening moest worden gehouden met verschillende kerngegevens. Met een maximale aandrijfkoppel van ongeveer 400 Nm moest bijvoorbeeld aan de ene zijde een gewicht van 2.500 kg bij 2 m/s en aan de andere kant een gewicht van 4.000 kg bij 1 m/s worden afgeremd. Om die reden zijn in beide eindposities TUBUS-veiligheidsdempers van ACE van het type TC134-146-S gemonteerd.

Oplossing: nieuwe single hit crash dempers voor een noodstop

Na de levering van deze componenten bleven Nuno Martins en ACE contact houden, vertelt hij: “ACE liet ons al vroeg weten dat er een nieuwe productserie op de markt zou worden gebracht, met een voor onze toepassing nog interessantere prijs-kwaliteitverhouding.” Het betreft de crash dempers van ACE. Deze crash dempers van aluminium of stalen buizen zijn een single hit-oplossing. Zij zijn bijzonder geschikt om schade bij het gebruik van lineaire eenheden in de robotica te voorkomen en om de eindposities van machines, transportbanden en reachtrucks te beschermen.

Bij een botsing worden ze gecontroleerd in elkaar gedrukt, vergelijkbaar met een kreukelzone, en zetten de vrijkomende kinetische energie om in warmte die aan de buitenzijde wordt afgegeven. Hierbij beschermen ze constructies bij een calamiteit door een hoge, uniforme energieopname van 98 procent. Met tien basistypes met een buitendiameter van 87,5 mm in de aluminium- resp. 63 mm en 38 mm in de staaluitvoeringen, waren de passende componenten voor de eindposities van de zevende as van EXPERT-TÜNKERS snel gevonden.

Afhankelijk van het type bedraagt de maximale slaglengte van de componenten tussen 45 mm en 160 mm. De geringe reactiekrachten van 13.000 N tot 70.000 N kunnen daarbij van doorslaggevend belang zijn voor de beveiliging van constructies. Een ander doorslaggevend voordeel voor gebruikers van metaalbewerkingsmachines, transportsystemen of, zoals in dit geval, robotica, is de bandbreedte van de mogelijke energieopname van 670 Nm/slag tot 11.200 Nm/slag. Daarnaast kan na een calamiteit aan de hand van de vervorming van de demper de botsing worden gereconstrueerd – en, in het beste geval, in de toekomst worden voorkomen.