Roboter Snake-arm-robots schlängeln sich durch schwierige Aufgaben

Für Menschen können Reparaturen in kritischen Einsatzbereichen aus Platzgründen nicht durchführbar oder aus sicherheitstechnischen Aspekten nicht zumutbar sein. In solchen Fällen kommen spezialisierte Roboter zum Einsatz. Flexible Rotoberarme und präzise Führungskomponenten lösen im Zusammenspiel komplexe Wartungsaufgaben.

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Die britische Firma OCRobotics entwickelte eine Roboterlösung, mit der ein beschädigtes Rohr in einem Kernkraftwerk ferngesteuert repariert werden konnte. Sie besteht aus zwei Robotern, die im Team arbeiten. Einer wird im Arbeitsraum selbst installiert und greift von oben auf die Arbeitsstelle zu, der andere erreicht diese durch eine Öffnung im Fußboden. Angesichts des beengten Arbeitsraumes war Präzision ein besonders wichtiges Kriterium. Für diese sorgen Hub-Dreh-Module von THK.

Bewegliche „Snake-arm-robots“, mit denen Werkzeuge, Kameras oder Ersatzteile in Position gebracht werden, sind die Spezialität von OCRobotics. Sie werden auch für die Bombenentschärfung oder in der Luftfahrtindustrie eingesetzt, um schwer zugängliche Stellen im Innern von Flugzeugturbinen zu erreichen.

Snake-arms sind aus vielen Gelenken aufgebautDie Arme sind ähnlich wie die menschliche Wirbelsäule aus vielen Gelenken aufgebaut. Den Sehnen nachempfunden sind Seile, deren Enden an verschiedenen Stellen entlang des Arms befestigt sind. Über eine Vielzahl von Motoren wird die Position jedes „Wirbels“ eingestellt.

Eine spezielle Software errechnet die jeweils erforderliche Position aller Drahtseile, um so die gewünschte gewundene Form des schlauchähnlichen Arms zu erzeugen. Gesteuert werden diese Roboter-Arme über einen Joystick, wobei Kameras in der Spitze des Arms dem Bediener Orientierung verschaffen. Insgesamt sind diese Roboter also mit ferngesteuerten Endoskopen vergleichbar, oder ganz anschaulich auch mit dem Rüssel eines Elefanten.

Präzise Bewegung mit Hub-Drehmodule

Hub-Drehmodule der Serie BNS von THK verstellen die Seile im Roboter für die jeweils erforderliche Form. Sie erzeugen zuverlässig und spielfrei lineare, spiralförmige und rotative Bewegungen. Eine Welle mit zwei Muttern bietet die Möglichkeiten eines Kugelgewindetriebs mit einer verdrehgesicherten Nutwellenführung. Eine Mutter verfährt auf längs eingeschliffenen Laufrillen linear und die andere rotiert spiralförmig auf den Laufbahnen eines Kugelgewindetriebs.

Aus dieser Kombination und dem gezielten einzelnen oder überlagerten Antrieb der beiden Muttern können somit komplexe Bewegungsmuster realisiert werden. Typische Anwendungsgebiete der BNS-Module sind z-Achsen von Scara-Robotern, Werkzeugwechsler, Montagemaschinen und Pick-and-Place-Aufgaben. Hierbei erweist sich die Ausführung als Hohlwelle vorteilhaft, um Energie- und Steuerleitungen platzsparend und elegant an Greifer und weitere Funktionsmodule durchzuleiten.

Für die Anwendung im Schlangen-Arm-Roboter hat THK die BNS-Einheiten noch konstruktiv modifiziert, um eine optimale Adaption an den Motor und zusätzlich eine äußerst platzsparende Gesamtkonstruktion zu ermöglichen.

Rob Buckingham, einer der Gründer und Direktor von OCRobotics dokumentiert: „Die Hub-Drehmodule von THK sind zweifelsohne die beste Lösung für dieses spezielle Projekt. Zusätzlich hat THK in punkto Service und Support alle unsere Erwartungen erfüllt.“

THK

Tel. +49(0)2102 7425 0

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