Es hat schon etwas von Luft- und Raumfahrttechnik, geradezu von High-Tech: Betritt man die Montagehalle von BEC, fällt zunächst einer der weltweit größten Knickarmroboter mit einer Traglast von 2300 kg ins Auge. Noch mehr Aufmerksamkeit zieht das ausladende Greifsystem auf sich, das BEC an den Knickarm des Roboters montiert hat. Darin steckt wahre Hochtechnologie, ausgestattet mit 3D-Scannern und berührungssensitiven Sensoren. „Denn auf höchste Präzision kommt es an“, betont Hans-Günther Nusseck, Projektleiter bei BEC, „wenn der Greifer die bis zu 1,5 Tonnen schweren Spulen aufnimmt und in die Magneten eines zukünftigen Magnetresonanztomographen einsetzt.“
Höchste Präzision bei 1,5 Tonnen Last klingt wie die berühmte Quadratur des Kreises, gehört aber für BEC zur Kernkompetenz. „Wenn der Greifer die Spulen aufnimmt und in den Magneten einsetzt, dürfen sich diese auf keinen Fall verdrehen oder verrutschen und haben beim Einsetzen in den Magneten eine Toleranz von maximal 0,5 Millimetern“, erklärt Nusseck.
Genau dafür sorgen vier Stützen, die von Elektrozylindern vom Typ EPCC von Festo angetrieben werden. Nach dem Einfahren in die Spule führen die Elektrozylinder die Stützen an die Innenwand der Spule. „Die Elektrozylinder von Festo erwiesen sich dabei als die richtige Wahl. Sie sind kompakt in ihrer Bauform, bieten aber gleichzeitig einen großen Arbeitsbereich und damit die nötige Flexibilität für 13 unterschiedliche Spulendimensionen“, so Automatisierungsexperte Nusseck.
Dabei müssen die Stützen so kräftig sein, dass sie die bis zu 1,5 Tonnen schweren Spulen halten können, dürfen aber gleichzeitig auch nicht zu kräftig sein, um die Spulen nicht zu beschädigen. „Das gelingt mit den Festo Elektrozylindern ganz hervorragend“, betont Nusseck. Praktisch dabei: Die Antriebsverstärker, also die Servo-Antriebsregler CMMT-ST, sind nicht am Greifsystem, sondern am Roboter selbst angebracht. „Das spart Platz am Greifer und macht ihn weniger komplex“, freut sich Nusseck.
Dank des kompakten Kugelgewindetriebs ist beim Elektrozylinder EPCC ein ruhiger Spindellauf und präzises Positionieren gewährleistet. Geringe innere Reibung sorgt für kurze Positionierzeiten und Dynamik. Er ist in vier Baugrößen mit verdrehgesicherter, gleitgeführter Kolbenstange bis zu 500 mm Hub erhältlich – inklusive Dauerschmierung für lange Lebensdauer. Die integrierte Kupplung und Doppellagerung erlauben die kompakte Bauweise. Der Motor kann axial oder parallel angebracht werden und ist jederzeit umbaubar.
Der Servo-Antriebsregler CMMT-ST lässt sich durch die Profinet-Schnittstelle ganz einfach ins vorhandene Steuerungssystem integrieren. „Gemeinsam haben wir mit Festo schon in der Anfangsphase des Projekts zusammengearbeitet, so dass wir die Auslegung, Dimensionierung und Inbetriebnahme der Antriebe in Abstimmung zur Gesamtanlage effizient gestalten konnten“, erklärt Nusseck.
Siemens Healthineers uses the system to assemble its MRI machines. It makes the process steps involved in inserting the coils into a magnet significantly safer and more efficient. The real highlight, however, is that the system’s process steps with the articulated arm robot are automated. Thanks to sensor technology with 3D scanners and touch-sensitive sensors, the system moves freely and safely in the workspace as a collaborative human-robot solution. A safety barrier is not required. The role of people consists solely of monitoring this first step in the production of an MRI machine. The sensors in the system ensure safety.
“It is precisely this human-robot cooperation that we consider to be our USP,” explains Nusseck. He also mentions other applications in medical technology where BEC systems are used, such as in radiation therapy for the highly precise positioning of patients at the radiation source, or a robot with seats on an articulated arm that simulates riding a roller-coaster.