Bemessung des Ständers

Die Struktur (Ständer), auf der der Roboterarm montiert wird, ist ein entscheidender Teil der Roboterinstallation. Der Ständer muss stabil sein und darf keine Vibrationen von außen erfahren.

Jedes Robotergelenk erzeugt ein Drehmoment, das den Roboterarm bewegt und anhält. Während des normalen, ununterbrochenen Betriebs und während der Stoppbewegung werden die Drehmomente der Gelenke wie folgt auf den Roboterständer übertragen:

• Mz: Drehmoment um die Basis-z-Achse.

• Fz: Kräfte entlang der Basis-z-Achse.

• Mxy: Kippmoment in jede Richtung der Basis-xy-Ebene.

• Fxy: Kraft in beliebiger Richtung in der Basis-xy-Ebene.

Das Ausmaß der Belastungen hängt vom Robotermodell, dem Programm und vielen anderen Faktoren ab.

Bei der Dimensionierung des Ständers müssen die Lasten berücksichtigt werden, die der Roboterarm bei normalem, ununterbrochenem Betrieb und bei Stoppbewegungen der Kategorien 0, 1 und 2 erzeugt.

Während der Stoppbewegung dürfen die Gelenke das maximale Nennbetriebsdrehmoment überschreiten. Die Belastung während der Stoppbewegung ist unabhängig von der Art der Stoppkategorie.

Bei den in den folgenden Tabellen angegebenen Werten handelt es sich um maximale Nennlasten bei Bewegungen im ungünstigsten Fall, multipliziert mit einem Sicherheitsfaktor von 2,5. Die tatsächlichen Belastungen werden diese Werte nicht überschreiten.

Maximale Gelenkdrehmomente bei Stopps der Kategorien 0, 1 und 2.

Maximale Gelenkdrehmomente bei normalem Betrieb.

Die normalen Betriebslasten können im Allgemeinen durch Herabsetzung der Beschleunigungsgrenzen der Gelenke reduziert werden. Die tatsächliche Betriebslast hängt von der Anwendung und dem Roboterprogramm ab. Sie können URSim verwenden, um die zu erwartenden Belastungen in Ihrer spezifischen Anwendung zu bewerten.

Sie haben die Möglichkeit, zusätzliche Sicherheitsabstände einzubauen, indem Sie die folgenden Überlegungen bei der Konstruktion berücksichtigen:

• Statische Steifigkeit: Ein Ständer, der nicht ausreichend steif ist, wird sich während der Roboterbewegung durchbiegen, was dazu führt, dass der Roboterarm nicht den beabsichtigten Wegpunkt oder Pfad trifft. Ein Mangel an statischer Steifigkeit kann auch zu einer schlechten Benutzererfahrung beim Freedrive-Anlernen oder bei Schutzstopps führen.

• Dynamische Steifigkeit: Wenn die Frequenz des Ständers mit der Bewegungsfrequenz des Roboterarms übereinstimmt, kann das gesamte System in Resonanz geraten, sodass der Eindruck entsteht, dass der Roboterarm vibriert. Mangelnde dynamische Steifigkeit kann auch zu Schutzstopps führen. Der Ständer sollte eine Resonanzfrequenz von mindestens 45 Hz haben.

• Materialermüdung: Der Ständer muss so dimensioniert sein, dass er der erwarteten Betriebsdauer und den Belastungszyklen des Gesamtsystems entspricht.