Startseite » Robotik, Montage, Handling »

Bremsen: Servobremsen richtig auswählen

Sicherheitsbremsen
Servobremsen richtig auswählen

Anzeige
Sicherheitsbremsen halten die Achsen etwa von Industrierobotern zuverlässig und sicher in ihrer Position. Eine falsche Auswahl, Auslegung und Dimensionierung dieser Bremsen kann zu gravierenden Sach- und Personenschäden führen. Deshalb ist bereits bei der Auswahl der Bremsen für Servomotoren ein kritischer Blick auf die technischen Produktdetails und das Leistungsspektrum des Anbieters unabdingbar.

Die Roboter sind auf dem Vormarsch. In allen wichtigen Industriebranchen wird die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter immer enger. Damit steigt das Gefährdungspotenzial. Fällt zum Beispiel während eines Arbeitsvorgangs der Strom aus, muss der Roboterarm, der den Arbeitsschritt vornimmt, sofort exakt gehalten werden. Deshalb ist es wichtig, bereits in der Konstruktionsphase ein unbeabsichtigtes Absinken der Last sowie unzulässig lange Anhaltewege dauerhaft auszuschließen.

Entscheidend dabei sind die richtige Auswahl der Sicherheitsbremsen sowie deren korrekte Integration in das Gesamtsystem. Für Servomotoren sind Sicherheitsbremsen nach dem Fail-Safe-Prinzip die erste Wahl. Denn diese Bremsen sind im energielosen Zustand geschlossen. Sie bringen das geforderte Bremsmoment also auch bei Not-Stopp, Stromausfall oder bei einer zum Beispiel durch Kabelbruch verursachten Unterbrechung der Energieversorgung.

Damit die Sicherheitsbremsen auch in Not-Stopp-Situationen ausreichend Reibarbeit leisten und Bewegungen mit definiertem Bremsmoment abbremsen, ist ein dafür entwickelter Reibbelag mit dazugehöriger Stahlgegenreibfläche erforderlich. Während dies bei Federdruckbremsen üblich ist, stoßen Permanentmagnetbremsen mit ihren Stahl-auf-Stahl-Reibkombinationen hier hingegen an ihre tribologischen Grenzen.

Kleine Bremsen mit hoher Leistungsdichte

Mit der Roba-servostop-Baureihe hat Mayr Antriebstechnik Federdruckbremsen für Servomotoren entwickelt, die speziell an die hohen Anforderungen der Robotik angepasst sind. Anwender können dabei wählen zwischen klassischen Servobremsen im Motor, mit Nabe und verzahntem Rotor oder aber sogenannten Pad-Lösungen mit großem Innendurchmesser. Letztere sind speziell für die Integration in das Robotergelenk konzipiert. Aber auch die klassischen Bremsen lassen sich kundenspezifisch anpassen und direkt in ein Gelenk integrieren.

Im Motor werden Servobremsen bevorzugt im A-Lagerschild eingebaut, weil hier das Festlager sitzt und Temperaturdehnungen die Bremse nicht gravierend beeinflussen können. Bremsen von Mayr Antriebstechnik können aber ohne Einschränkung auch in der B-Lagerseite des Motors integriert werden. Denn Temperaturdehnungen und Lagerspiel haben hier keinen negativen Einfluss auf die Funktion und Zuverlässigkeit der Bremsen. Alternativ können Anwender auch auf Anbaubremsen zurückgreifen, die modular an den Motor angefügt werden.

Die Roba-servostop-Bremsen zeichnen sich außerdem durch kompakte Abmessungen aus. Sie sind nicht nur sehr leicht, sondern auch im magnetischen Aktuieren extrem schnell. Gleichzeitig sind sie leistungsdicht und verschleißfest. Die Bremsen überzeugen zudem durch eine hohe zulässige Reibarbeit bei dynamischen Bremsungen.

Kurze Schaltzeiten über die Lebensdauer und intelligentes Bremsenmonitoring

Für die Sicherheit von Mensch und Maschine sind kurze Anhaltewege wichtig. Entscheidend für den Bremsweg sind dabei die Schaltzeiten der Bremse. Denn in der Zeit des freien Falls bis die Bremse schließt und die Verzögerung einsetzt, beschleunigt sich die Masse zusätzlich – unter Umständen so extrem, dass die zulässigen Werte der Bremse überschritten werden. Anwender sollten daher bei der Auswahl der Sicherheitsbremsen auf möglichst kurze, verifizierte Schaltzeiten achten – und auch darauf, dass diese Schaltzeiten über die gesamte Lebensdauer der Bremse eingehalten werden.

Hier sind Monitoring-Lösungen wichtig. Bislang waren Servobremsen aufgrund der kleinen Luftspalte gar nicht überwachbar. Mayr bietet jetzt allerdings eine intelligente Lösung für sensorloses Bremsenmonitoring. Das nachrüstbare Modul Roba-brake-checker erkennt durch eine erweiterte Analyse von Strom und Spannung die Bewegung der Ankerscheibe und weiß, in welchem Zustand sich die Bremse befindet. Das Modul arbeitet sensorlos und leistet neben der Überwachung von Schaltzustand und kritischer Spulentemperatur auch eine präventive Funktionsüberwachung auf Verschleiß, Funktionsreserve und Fehler.

In einer erweiterten Ausführung ist das Modul Roba-brake-checker mit einer zusätzlichen Platine mit kundenspezifischer Schnittstelle (etwa optisch, Wlan, IO Link, OPC UA) ausgestattet. Über diese Schnittstelle kann es Daten zu Schaltzeit, Strom, Spannung, Widerstand, Leistung und relativem Anzugsstrom liefern. Damit sind auch Verläufe auswertbar, Auffälligkeiten im Bearbeitungsprozess lassen sich schnell erkennen und somit Schlüsse aus komplexen Zusammenhängen ziehen.

Sicherheit und Zuverlässigkeit werden sozusagen sichtbar. Wartung wird planbar und durch die permanente Inspektion kosteneffektiv. Der Anlagenbetreiber oder -hersteller kann die Wartung gezielt und abgestimmt auf seinen Arbeitsprozess vornehmen. Darüber hinaus ist auch die Integration in Fernwartungssysteme möglich.


Checkliste

Einkauf von Servobremsen

  • Achten Sie darauf, dass die Sicherheitsbremsen auch für dynamische Bremsungen geeignet sind und unter realistischen Bedingungen getestet wurden. Erkundigen Sie sich hier auch nach den Prüfmöglichkeiten des Herstellers.
  • Vergewissern Sie sich, dass der Lieferant eine 100-%-Endprüfung durchführt, inklusive der automatischen Speicherung aller Testdaten. Für eine lückenlose Rückverfolgbarkeit müssen die Bremsen zudem mit eindeutigen Seriennummern gekennzeichnet sein.
  • Prüfen Sie die Ansprechzeiten der Bremse (Anzug/Abfall). Nur mit einer schnellen Bremse und konstanten Schaltzeiten über die Lebensdauer erreichen Sie kurze, sichere Anhaltewege.
  • Achten Sie darauf, dass der Lieferant Sicherheitskennwerte für seine Bremsen bereitstellt. Diese benötigen Sie für Ihre Sicherheitsbetrachtung.
  • Setzen Sie gerade in der relativ jungen Branche Robotik auf Hersteller mit Erfahrung bei der Entwicklung von Leichtbaubremsen. Kann der Lieferant eine Zusammenarbeit mit renommierten Forschungseinrichtungen vorweisen? Fordern Sie Beratung ein, um so die Unterschiede feststellen zu können.
  • Nehmen Sie sich die Zeit, die Produktion des Lieferanten zu besichtigen, gerade bei wichtigen Einkäufen. Bei einem Besuch im Werk können Sie sich selbst davon überzeugen, was wirklich hinter den Kulissen steckt.

Bernd Kees, Produktmanager Mayr Antriebstechnik



Hier finden Sie mehr über:
Anzeige
Aktuelles Heft
Titelbild Beschaffung aktuell 6
Ausgabe
6.2021
PRINT
ABO
Anzeige

Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de