"... tomorrow's robotics today!"

YASKAWA ist mit ca. 8.000 Mitarbeitern und einem Umsatz von mehr als 2 Mrd. Euro der weltweit führende Hersteller von Industrierobotern, Frequenzumrichtern, Servo-Drives und Maschinensteuerungen. Das Unternehmen hat sich dem Grundsatz höchster Qualität verpflichtet. Seit fast 100 Jahren ist YASKAWA dieser Philosophie treu und gehört deshalb heute weltweit zu den Spitzenunternehmen im Bereich elektrischer Antriebstechnik.

Sehr schnell und extrem präzise – der neue 3-Achs-Carbon-Ausleger von
YASKAWA für variable Nutzlasten und Zykluszeiten <1 sek.

Die durch YASKAKWA entwickelte 3-Achs-Kinematik nutzt die Vorteile, die die verschiedenen Motortechnologien und Konstruktionsmaterialien bieten in idealer Weise. Die neue Auslegerachse nutzt eine stabile verwindungsoptimierte Y-Achse, die durch die steife Auslegung auch nur einseitig befestigt werden kann. Dadurch kann fast der gesamte Bearbeitungsbereich ohne zusätzliche Stützen auskommen – ein Vorteil in beengten Montagelinien bzw. bei komplexen Montageprozessen. Der Anwender profitiert davon mit höheren Taktraten.

Möglich wurde diese Konstruktion durch die Verwendung eines Kohlefaser-Auslegers als X-Achse, die die Biege- und Torsions-Steifigkeit des Auslegers um mehr als 300 % gegenüber einem konventionellen Aluträger verbessert, bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion von 50 %.

Die typischen Hublängen liegen in Y-Richtung bei bis zu 1 m – bei Sonderanfertigungen auch länger möglich. Die X-Ausleger-Achse aus Carbon kann bis zu 350 mm länger ausgeführt werden. Die Z-Achse trägt 0,5 kg bei Ausführung mit Linearmotor und bis zu 5 kg mit Kugelrollspindel. Typische Zykluszeiten betragen 0,8 sek. bei einer Positioniergenauigkeit von ca. 10 μm.

Verfügbar ist der 3-Achs-Ausleger für 2 Nutzlastenbereiche: die sehr schnelle Variante mit Z-Achs-Linearmotor und einer Nutzlast bis zu 0,5 kg und die Zausführung mit rotatorischem Motor und Kugelrollspindel mit bis zu 5 kg Nutzlast.

Durch die großen Freiheiten der Aufstellung ergeben sich flexible Anbau- und Einbau-Möglichkeiten für den Anwender. Die Systeme von YASKAWA sind nahezu wartungsfrei durch den Einsatz der Linearachsen. Für den Anwender bedeutet das eine hohe Produktivitätssteigerung bei gleich hoher Verfügbarkeit. Dies senkt deutlich die Produktlebenszykluskosten der Maschinen.

Zusammen mit den bekannt zuverlässigen Linearmotoren und den Sigma-5-Antrieben von YASKAWA ergeben sich Zykluszeiten, die 20-30 % kürzer sind als bei vergleichbaren Konzepten.

''Nach dem Benchmarking von Mitbewerbern berichtete der Kunde von einer Ersparnis von 30 ms pro Takt bei 500 mm Hub bei gleichzeitiger höherer Positioniergenauigkeit. Dabei haben wir die vollen Möglichkeiten der Autotuning-Funktion der Sigma-5-Antriebe von YASKAWA noch nicht einmal komplett ausgenutzt, da wir anfangs nur wenig Zeit für das Tuning hatten'', so Herbert Krug, Linear-Motor Spezialist bei YASKAWA.

Ausgelegt sind X- und Y-Achse für bis zu 3 m/s Verfahrgeschwindigkeit und bis zu 25 m/s² Beschleunigung. Die Z-Achse bringt es in der Linearmotor-Ausführung sogar bis zu 30 m/s² bei kleinen Lasten.

Die neuen 3-Achs-Carbon-Auslegerachsen ersetzen z. B. Systeme die zusätzlich in der X-Achse seitliche Abstützungen benötigen (Gantry). Damit spielt der einseitig befestigte Ausleger seine Vorteile aus. Er kann über ein laufendes Produktionsband montiert werden und aus seitlich zum Montageband platzierten Trays bestückt oder montiert werden.

Im Vergleich mit pneumatischen und mechanischen Lösungen ist die Reproduzierbarkeit des Systems besser und der Energieverbrauch geringer. Das Linearsystem ist wartungsarm und hat einen geringeren Verschleiß.

Um hohe Taktraten bei Anlagen mit einer Vielzahl an Servoantrieben zu realisieren, müssen die Servosysteme untereinander innerhalb kürzester Übertragungszeiten Daten synchron austauschen. YASKAWA verwirklicht dies bei den Servo-Antriebssystemen der Reihe Σ-V (Sigma-5) mit den modularen Kommunikationssystemen in Echtzeit wie EtherCAT, Powerlink, CANopen und dem von YASKAWA mitentwickelten und offenen Bussystem MECHATROLINK-II und -III und als Option.

YASKAWA ist einer der weltweit größten Hersteller von Servotechnik in rotativer und linearer Bauweise. Die mechanische Entwicklung und Integration erfolgt lokal im eigenen Unternehmen in Deutschland.

Delta-Roboter komplettiert MOTOMAN Produktpalette von Yaskawa: Meister seiner Klasse

Hohe Traglast, großer Arbeitsbereich und außergewöhnliche Schnelligkeit: Der neue Delta-Roboter „MPP 3" für anspruchsvolle Picking-Aufgaben vervollständigt die MOTOMAN Produktpalette von Yaskawa. Die Neuentwicklung ermöglicht erstmals die technisch einheitliche Realisierung von kompletten Verpackungslinien mit Produkten des Herstellers – und bietet dabei alle charakteristischen Vorteile der führenden Marke.

Ob Picking von Beuteln, Kartons und Gläsern in der Lebensmittelindustrie oder von Wafer-Scheiben bei der Bestückung von Solarpanels: Die Einsatzmöglichkeiten des neuen Delta-Roboters MPP 3 sind vielfältig. Mit seinen kompakten Abmessungen lässt er sich raumsparend direkt über den Förderbändern montieren. Ein Standard-Flansch unterstützt verschiedenste Greifer. Und mit der Schutzklasse IP65 lässt er sich gut reinigen.

Unabhängig von der applikationsspezifischen Auslegung bietet der flexible Delta-Roboter jedoch vor allem einen ganz besonderen Vorteil: Er verbindet die Schnelligkeit der Delta-Bauform mit einer hohen Traglast und einem großen Aktionsradius.

Im Fokus: Höchste Verfügbarkeit

Bei dem 4-achsigen Roboter mit Parallelkinematik ist die vierte Achse, die so genannte Handachse, deutlich stärker ausgeführt als bei vergleichbaren Modellen. So lassen sich Traglasten bis zu 3 kg mit einer bisher unerreichten Schnelligkeit von 230 Takten pro Minute bewegen. Die Förderbänder können dabei mit einer Geschwindigkeit von bis zu 120 m/min laufen. Auch der Arbeitsbereich ist entsprechend großzügig ausgelegt: Er umfasst einen Gesamthub von 500mm mit einem Durchmesser von 1.300 mm im oberen zylindrischen Teil des Arbeitsbereiches. Im kegelförmig zulaufenden unteren Teil liegt der Durchmesser bei 950 mm.

Wie bei allen Produkten der Marke MOTOMAN stand auch bei der Entwicklung des neuen Delta-Roboters eine hohe Verfügbarkeit der Maschine im Fokus. Besonders langlebige Verschleißteile sind eine Voraussetzung dafür. Darüber hinaus sind diese so konzipiert, dass sie sich sehr schnell und einfach auswechseln lassen. Angesichts der hohen mechanischen Qualität, langer Wartungsintervalle und kurzer Ausfallzeiten liegt die Verfügbarkeit der MOTOMAN Roboter bei ca. 95 Prozent. Für den Produktionsalltag bedeutet das: höchste Prozesssicherheit und konstante Qualität.

Verpackungslinien aus einem Guss

Seine volle Leistungsfähigkeit entwickelt der MPP 3 im Zusammenspiel mit nachgeschalteten Pack-Robotern. Als neuer Bestandteil des MOTOMAN Sortiments ist er ideal mit anderen Produkten der Reihe zu technisch einheitlichen Gesamtlösungen kombinierbar. Das Ergebnis sind komplette Verpackungslinien aus einem Guss: vom Picking, dem Aufnehmen des Produktes, bis hin zur abschließenden Konfektion der versandfertigen Paletten.

Konkret kann das so aussehen: Der Delta-Roboter nimmt das primär verpackte Produkt – z.B. eine Gummibärchen-Tüte – mit seinem Vakuumgreifer auf und setzt es mit sehr hoher Geschwindigkeit in eine Karton- oder in eine flache Tray-Verpackung um. Im zweiten Schritt übernimmt dann ein 5-achsiger MOTOMAN MPK 2. Mit seiner schlanken Greifhand und einer 400mm langen Z-Achse eignet er sich hervorragend zum Beladen von Kisten und tieferen Trays. Bei 2kg Traglast erzielt er dabei 133 Takte pro Minute. Die Prozess-Management Software MOTOpick verwaltet diesen komplexen und schnell ablaufenden Prozess. Sie kontrolliert sowohl die integrierte Bildverarbeitung als auch das Nachführen der Förderbänder (Conveyor Tracking). So ist jederzeit automatisch sichergestellt, dass das richtige Produkt am richtigen Ort platziert wird. Darüber hinaus und bietet MOTOpick dem Anlagenbediener eine einfach zu bedienende Oberfläche, mit der neue Formate schnell und unkompliziert eingerichtet werden können.

Für den weiteren Verpackungsprozess der entsprechend vorgruppierten Komponenten sind Schwerlast-Roboter wie der 4-achsige MOTOMAN MPK 50 gefragt. Er verfügt über eine Traglast bis 50kg und einen Arbeitsradius von 360°. Die für das anschließende Palletieren konzipierte MOTOMAN Serie MPL deckt das breiteste Spektrum von 4-Achs-Robotern am Markt ab. Sie ermöglicht Traglasten von 80kg bis zu 800kg und Palettierhöhen von über 3 Metern. Auch hier steuern umfangreiche Software-Lösungen den Prozess für die gesamte Palettierzelle und für bis zu sechs Förderbänder.

Nicht zuletzt im Vergleich mit herkömmlichen Linear- bzw. Schwerkraftpackern bieten solche robotergestützten Verpackungslinien entscheidende Vorteile: Sie arbeiten produktschonend und flexibel. Softwaregesteuerte Roboter, wie sie Yaskawa mit MOTOMAN anbietet, lassen sich innerhalb weniger Minuten umprogrammieren. Kurzfristige, flexible Produktionsanpassungen sind damit jederzeit möglich.

Fazit

Mit dem neu entwickelten Delta-Roboter MPP 3 komplettiert Yaskawa seine Produktpalette an leistungsstarken MOTOMAN Industrierobotern um die Komponente für vielfältige Picking-Anwendungen. Und verbindet die Schnelligkeit der Delta-Bauform mit hoher Traglast, großem Arbeitsbereich und der Prozesssicherheit, für die der Name MOTOMAN weltweit steht.

Der neue Delta-Roboter MPP 3 wird weltweit das erste Mal vom 12. bis 18. Mai auf der Interpack in Düsseldorf ausgestellt: Halle 16, Stand A45.

High-Speed and Extremely Precise – YASKAWA's new Three-Axis Carbon Beam for Variable Payloads and Cycle Times below 1 Second

The YASKAWA-designed three-axis kinematics take maximum advantage of the benefits offered by various motor technologies and design materials. The new beam axis is based on a stable, torsion-optimized Y-axis, and is prepared for optional single-sided mounting. Due to this design, no additional supports are needed for the entire working area, offering advantages for cramped assembly lines or complex mounting processes. This translates into higher cycle rates for

the user.

This design was made possible by using a carbon fibre beam as X-axis, which offers 300% more flexural and torsional rigidity, and a weight reduction of 50% as compared to conventional aluminum beams.

Typical Y-direction stroke lengths are up to 1m, with larger values available in special designs. The carbon X-axis beam can be designed for up to 350mm additional length. The Z-axis supports 0.5kg in the linear motor version, and up to 5kg using a ball-screw design. The typical cycle time is 0.8s at a positioning accuracy of approx. 10μm.

The triple-axis beam is available for two payload ranges: The high-velocity variant uses a Z-axis linear motor and has a payload of 0.5kg, whereas the Z-axis version with rotatory motor and ball-screw supports payloads up to 5kg.

Since there are only very few installation restrictions, the user has a lot of flexible beam mounting options. Due to their linear axes, YASKAWA systems require minimum maintenance. This translates into considerable productivity increases with constantly high availability, and markedly lower machine product life cycle costs.

The combination of proven, reliable linear motors together with YASKAWA's Sigma-5 drives can achieve cycle times that are 20 to 30% shorter than with other, comparable concepts.

"Following a benchmark of one of our competitors, a customer reported a time savings of 50ms per cycle over a lifting of 500mm, and of a higher positioning accuracy. This was at a point when we had not yet completely used the full potential of the YASKAWA Sigma-5 drives' functions, because we only had very little time for fine-tuning," explains Herbert Krug, specialist for linear motors at YASKAWA.

The X- and Y-axes are designed for a velocity of up to 3m/s and an acceleration of up to 25m/s2. In its linear motor version, the Z-axis can even achieve up to 30m/s2 for small payloads.

The new triple-axis carbon fibre beam axes can replace systems that need an additional lateral support (gantry). This is where the beam with single-sided mounting can play out all its advantages. The beam can be mounted on top of a running assembly conveyor, and can be fed from trays that are placed at the side of the assembly line.

The system offers better reproducibility and lower energy consumption than pneumatic or mechanical solutions. Featuring less wear and tear, the system requires little maintenance.

In order to achieve high cycle rates with a large number of servo drives, the systems need to exchange data synchronously within a minimum of transmission time. YASKAWA achieves this with the Σ-V (Sigma-5) series servo drive systems by using modular real-time communication systems such as EtherCAT, Powerlink, CANopen and the optional, open MECHATROLINK-II and –III bus system that was co-designed by YASKAWA.

YASKAWA is one of the world's leading manufacturers of rotatory and linear servo drives. Mechanics design and integration is performed locally in a YASKAWA owned facility in Germany.

"... tomorrow's robotics today!"

YASKAWA ist mit ca. 8.000 Mitarbeitern und einem Umsatz von mehr als 2 Mrd. Euro der weltweit führende Hersteller von Industrierobotern, Frequenzumrichtern, Servo-Drives und Maschinensteuerungen. Das Unternehmen hat sich dem Grundsatz höchster Qualität verpflichtet. Seit fast 100 Jahren ist YASKAWA dieser Philosophie treu und gehört deshalb heute weltweit zu den Spitzenunternehmen im Bereich elektrischer Antriebstechnik.