Knickarm-Roboter sind normalerweise fest in einer Werkhalle installiert, ihre Reichweite ist daher naturgemäß begrenzt. Mit Hilfe einer Verfahrachse, der sogenannten 7. Achse, wird die Reichweite eines Roboters drastisch erhöht. Dazu wird entweder der Roboter auf die Achse montiert und kann so verfahren werden. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Werkstücke auf der Achse am stationären Roboter vorbei zu fahren.

Bild 1: Verfahrachse mit Roboter

Kundenspezifische Entwicklungen aus dem Baukastensystem

SimKon konzipiert und fertigt Anlagen nach beiden Lösungsansätzen. Grundsätzlich beschränkt man sich jedoch nicht darauf, Produkte „von der Stange" zu liefern, sondern passt sich den jeweiligen Kundenwünschen an, was, so Gunter Ziel, geschäftsführender Gesellschafter von SimKon, mitentscheidend für den Erfolg des jungen Unternehmens sei. „Hilfreich dabei ist das im Laufe der Jahre entstandene Baukastensystem, mit dem wir sogar Achsen in Kurvenbahnen bauen können," erklärt Ziel.

Seit der Gründung wurde die Produktpalette kontinuierlich erweitert, so dass für die Roboter aller namhaften Hersteller Verfahrachsen angeboten werden können.

Der SimKon-Kundenkreis rekrutiert sich denn auch hauptsächlich aus Roboter-Herstellern, die dann wiederum entweder große Systemhäuser beliefern, aber auch direkt die Industrie-Anwender, hauptsächlich die Automobilindustrie. So arbeiten heute SimKon-Verfahrachsen bei Automobilherstellern wie BMW, DaimlerChrysler, VW, Opel, Ford oder Porsche. Weitere Kunden sind die Zulieferer, Systemhäuser wie ABB und Fanuc und die allgemeine Fertigungsindustrie, unter anderem Ziegeleien, Schweiß-, CNC-Betriebe usw. Dafür stehen jeweils die passenden Eigenentwicklungen mit oder ohne Roboter zur Verfügung. Hier liefert SimKon als Lösungsanbieter bei Bedarf komplette Anlagen bis hin zu den Schutzeinrichtungen.

SimKon beschränkt sich aber nicht nur auf Entwicklung und Konstruktion solcher Anlagen, sondern verfügt auch über eine eigene Fertigung. „Damit können wir wesentlich flexibler reagieren als bei Fremdfertigung." Einen weiteren Vorteil seines Unternehmens sieht Ziel in den kurzen Reaktionszeiten bei eventuellen Störungen: „Bei einigen Kunden haben wir die Verpflichtung, innerhalb von vier Stunden zu reagieren. Während andere noch die Modalitäten diskutieren, sind wir bereits vor Ort."

Beispiele für von SimKon realisierte Projekte sind Sortieranlagen für Getränke-Leergutkisten in denen die Kisten nach Herstellern sortiert, gewaschen und gereinigt werden, bevor sie an die entsprechenden Brauereien zurück gehen, eine Stapelanlage für Dachziegel mit einer Traglast von 400 kg, dazu wurde auch ein entsprechender Greifer von SimKon konstruiert oder auch Zustellachsen für Lackieraufgaben. Eine Spezialität von SimKon sind vollständig abgedeckte Linearachsen, die keine Stolperstellen aufweisen und das Eindringen von Schmutz verhindern.

Linearführungen mit Kugelkette in Baugröße 55 von THK

Basis des weitaus größten Teils der SimKon-Verfahrachsen bilden seit etwa drei Jahren Linearführungen von THK. Neben Linearführungen produziert THK unter anderem Kugelgewindetriebe, Linearachsen, Kugelbuchsen, Lineartische, Kurven- und Stützrollen, Kreuzrollenlager sowie Kugelgelenke. Der Name THK war schon seit längerer Zeit im Haus SimKon bekannt. Als THK als erster Hersteller Linearführungen mit Kugelkette in der bei SimKon am häufigsten verwendeten Baugröße 55 anbieten konnte, fiel die Entscheidung für THK als Hauptlieferanten von Linearführungen nicht mehr schwer.

Linearführungen mit Kugelkette fertigt THK seit dem Jahr 1996. Bei Linearführungen in Kugelketten-Technologie werden die Kugeln im Laufwagen - ähnlich wie bei einem Kugellager - durch einen Käfig in einem konstanten Abstand gehalten, was eine Reihe von Vorteilen mit sich bringt: die Geräuschentwicklung wird erheblich vermindert, da das Kollidieren und Aneinanderreiben der Kugeln entfällt. Aus dem gleichen Grund gibt es keine metallische Kontaktreibung zwischen den Wälzkörpern mehr. Die Folge sind reduzierter Verschleiß und eine ebenfalls verringerte Verschmutzung des Schmiermittels. Die Käfigtaschen zwischen den einzelnen Kugeln bilden ein Schmierstoff-Reservoir, das während der gesamten Bewegungsabläufe Fett abgibt. Dadurch werden die Führungen Langzeit-wartungsfrei.

Zur deutlichen Verlängerung der Nachschmierintervalle bietet THK für seine Linearführungen das Schmiersystem QZ an. Dieses Schmiersystem wird an den Enden jedes Wagens befestigt und enthält ein Fasernetz mit hoher Ölaufnahme-Fähigkeit. Das Schmieröl wird durch den Kapillareffekt unabhängig von der Einbaulage des Führungssystems in der erforderlichen Menge direkt auf die Laufrillen aufgetragen. Somit ist eine kontinuierliche Versorgung der Wälzkörper mit Schmieröl gewährleistet, gleichzeitig wird der Ölverbrauch gesenkt - ein unter Umweltgesichtspunkten nicht unwichtiger Aspekt. Das Schmiersystem kann mit unterschiedlichen Ölen, abhängig vom Anwendungsfall und den Umgebungsbedingungen, gefüllt werden.

Die geringe Geräuschentwicklung und die Wartungsarmut waren für Ziel entscheidende Auswahlkriterien. Da bei vielen Unternehmen der Lärmschutz inzwischen einen hohen Stellenwert hat, ist eine geringe Geräuschentwicklung von entscheidender Bedeutung. Wenn eine Linearachse auf einem hohlen Unterbau montiert ist, wirkt dieser als Resonanzkörper, der die Laufgeräusche der Führung verstärkt. Deshalb galt: je leiser eine Führung, desto besser.

Vorteile: hohe Lebensdauer, leiser Betrieb, lange WartungsintervalleWeitere Vorteile der Kugelkettenführung sind hohe erzielbare Geschwindigkeiten und lange Lebensdauer. Die Wälzkörper werden durch die spezielle Geometrie der Kette gehalten und geführt. Dabei lässt der Spezialkunststoff nur geringe Reibungswärme entstehen, somit werden höhere Geschwindigkeiten ermöglicht und eine längere Lebensdauer erzielt. Zusätzlich sorgt die Kugelkette dafür, dass die Kugeln beim Eintritt und Verlassen der belasteten Zone exakt geführt werden. Daraus ergibt sich eine hohe Laufkultur mit extrem geringen Schwingungen.

Bei SimKon kommen Kompaktführungen der Serie SHS-R, einem Schwerlasttyp mit hohem Schmalwagen, in Breiten zwischen 60 und 100 Millimetern (Baureihe SHS30R bis SHS55R) zum Einsatz. Wegen der hohen geforderten Tragzahlen wird jedoch hauptsächlich die Baureihe 55 in Längen bis zu 30 Metern verwendet. Mit SimKon-Linearachsen, die aus dieses Führungen aufgebaut sind, lassen sich Knickarm-Roboter bis zu einer Gewichtsklasse von 2,5 Tonnen und mehr bewegen.

Verbindet man - wie bei SimKon - das günstige Reibungsverhalten der Kugelkette mit reibungsarmen Getrieben, lassen sich so sehr hohe Verfahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungen erreichen. Bei einem zu verfahrenden Gewicht von 1,6 Tonnen kann die Beschleunigung bis 5 m/s² und die Maximalgeschwindigkeit bis zu 1,5 m/s reichen.

Neben den bereits erwähnten Vorteilen der Kugelketten-Führungen bieten die THK-Kompaktführungen der Serie SHS weitere konstruktive Besonderheiten. Die vier Kugelreihen sind jeweils in einem Kontaktwinkel von 45 Grad angeordnet, so dass der Führungswagen gleiche Tragzahlen in allen Hauptrichtungen besitzt. Dadurch ist dieser Führungstyp in jeder Einbaulage für die unterschiedlichsten Anwendungen einsetzbar. So wurden bei SimKon auch Anlagen realisiert, bei denen der Knickarm-Roboter über Kopf hängend an der Linearachse installiert wurde.

Aufgrund der THK-spezifischen X-Anordnung der vier Kreisbogenlaufrillen mit 2-Punkt-Kontakt kann der Führungswagen auch unter Vorspannung Montageungenauigkeiten kompensieren und ermöglicht so eine präzise, leichtgängige Linearbewegung.

Zusammenfassend findet Ziel für seinen Lieferanten durchweg positive Worte: „THK bietet uns einen kompetenten Support, wenn wir bei der Auslegung von Anlagen einmal Unterstützung benötigen und das Preis/Leistungsverhältnis der Produkte stimmt. Bei auftretenden Problemen reagiert THK sehr schnell und - nicht unwichtig - die Liefertermine werden exakt eingehalten."