Ein Greifer bei der Arbeit

Ein Greifer der 5000er-Serie im Einsatz in einer Schleif- und Poliermaschine. (Bild: Zimmer Group)

| von Zimmer Group

Roboter – seien es die herkömmlichen Industrieroboter, moderne Leichtbauroboter oder die trendigen Cobots – öffnen die Türen für neue Automatisierungsanwendungen und helfen, diese effizienter und prozesssicher zu machen.

Als Bindeglied zwischen Roboter und Werkstück stellt der Endeffektor beziehungsweise Greifer ein zentrales Element dar. Die Tendenz zu immer kleineren Losgrößen und der damit einhergehenden Notwendigkeit der Flexibilität des Greifers haben im Laufe der Jahre zu einem Paradigmenwechsel geführt. Dies bedeutet, dass der Endeffektor immer mehr den Master und weniger den Slave im System darstellt.

Mit dem richtigen Greifer lassen sich Leistung, Maschinenbetriebszeit und Sicherheit des Bedienpersonals eines Automatisierungssystems optimieren. Aber wie finde ich nun den richtigen Greifer für meine Anforderungen? Diese Frage stellen sich fast alle Anwender irgendwann einmal, und sicherlich haben auch Sie schon einmal einen passenden Greifer gesucht und den Wald vor lauter Bäumen nicht mehr gesehen. In einer Checkliste haben wir für Sie die zu bedenkenden Kriterien festgehalten, an denen Sie sich grundsätzlich für Ihre Greiferauswahl orientieren können.

Riesige Bandbreite zur Auswahl

MRK-Greifer bei der Arbeit
MRK-Greifer sind auf dem Vormarsch. (Bild: Zimmer Group)

Für welchen Greifertypen Sie sich entscheiden sollten, hängt dabei stark von Ihrer speziellen Anwendung ab. Für die unterschiedlichsten Applikationen existiert heutzutage eine große Bandbreite an Greifern. Die gängigsten Greifertypen sind

  • Parallelgreifer,
  • Zentrischgreifer,
  • Winkelgreifer,
  • Drehgreifer und
  • Vakuumgreifer.

Greifer werden als Teil eines Robotersystems steif und gewichtsoptimiert konstruiert. Damit Ihr Greifer auch in Zukunft zuverlässig arbeiten kann, sollten Schwingungen – ausgelöst beispielsweise vom Roboter – beachtet werden. Denn durch die Roboterbeschleunigung und -verzögerung unterliegt ein Greifer sich ständig ändernden Krafteinwirkungen in alle Richtungen.

Die Roboterbahnplanung hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf das Schwingungsverhalten des Greifers. Durch eine fehlerhafte Programmierung oder eine unzureichend steife Grundrahmenauslegung können Schwingungen am Greifer auftreten, die sich negativ auf den Greifer auswirken und zu einem frühzeitigen Ausfall führen können.

Sicherheit steht ganz oben

Ein Greifer bei der Arbeit
Perfekt im Griff: Ein Greifer bei der Arbeit. (Bild: Zimmer Group)

Bei der Greifer-Wahl sollte die Sicherheit immer höchste Priorität haben. In der obligatorischen Risikoanalyse definiert der Anwender seinen Sicherheitsfaktor. Hier gilt es, die Gefahren, die vom System beziehungsweise von einem Greifer ausgehen können, miteinzuplanen und diese in Ihrer zukünftigen Anwendung zu bannen.

Damit der Greifer bei Druckluftausfall das Werkstück sicher hält, wird bei Standard-Greifern u. a. eine Innenfeder, die den Kolben vorspannt, oder ein zusätzliches externes Sicherheitsventil, das in der offenen oder geschlossenen Position die Druckluftzufuhr zum Greifer sperrt, eingesetzt.

Bei einem MRK-Greifer (Greifer für die Mensch-Roboter-Kollaboration beziehungsweise die kollaborative Robotik) geht man da noch einen Schritt weiter und sichert hier speziell auch das Bedienpersonal. Der HRC-03-Greifer der Zimmer Group zum Beispiel weist keine scharfen Kanten auf und ist so konstruiert, dass bei seiner allseitig abgerundeten Form ein versehentliches Hängenbleiben praktisch ausgeschlossen ist.

Diese Funktionalität in Verbindung mit einer mechanischen Selbsthemmung der Greifbacken und der damit einhergehenden Greifkrafterhaltung bieten maximale Sicherheit in jeder Anwendung. Selbst bei einem Not-Aus oder Energieausfall. Alle MRK-Greifer der Zimmer Group inkl. dem HRC-03 erfüllen dabei die hohen Anforderungen der Schutzprinzipien nach ISO/TS 15066 (MRK-Norm) und sind BG/DGUV-zertifiziert. Passendes Zubehör finden

Checkliste: Greifsysteme richtig einkaufen

Anforderungen an den Greifer sowie die Eigenschaften und Form des zu greifenden Werkstücks festlegen:

  • Länge und Form der Greifbacken
  • Reibung zwischen Werkstück und Greifbacken
  • Hub pro Backe
  • Greifertyp
  • Achs- oder Roboterbeschleunigung
  • Sicherheit
  • Benötigte Greifkraft und wirkende Kräfte und Momente
  • Anzahl Greifer
  • Betriebsdruck
  • Greifer auswählen
  • Zubehör definieren

Zu guter Letzt erfolgt die Abschlussprüfung: Sind alle Anforderungen erfüllt? Ist die Masse des Greifers plus alle Anbauteile und Werkstücke kleiner als die maximale Tragkraft der Achse oder des Roboters?

Passendes Zubehör finden

Nachdem Sie sich abschließende Gedanken über die benötigte Greifkraft und wirkende Kräfte und Momente in Ihrer Anwendung gemacht haben, müssen Sie jetzt nur noch die Anzahl der Greifer festlegen sowie den Betriebsdruck (bei einem pneumatischen Greifer) beachten.

Die meisten Hersteller gehen bei ihren Angaben von einem Druck von 6 bar aus. Falls Ihnen jedoch weniger Betriebsdruck für Ihren Greifer zur Verfügung steht, bedenken Sie die daraus resultierende Minimierung seiner Greifkraft. Nach der Definition des Greiferzubehörs, zum Beispiel einem Werkzeugwechsler, einem Drehverteiler und Ähnlichem, folgt nun noch die finale Abschlussprüfung. Sind alle Anforderungen erfüllt? Ist die Masse des Greifers inklusive aller Anbauteile und des Werkstücks kleiner als die maximale Traglast der Achse oder des Roboters?

Wenn Sie diese beiden Fragen mit ‚JA‘ beantworten können, empfiehlt es sich, abschließend noch auf der Webseite des Greifer-Herstellers ein CAD-Modell (falls vorhanden) herunterzuladen. Falls ‚NEIN‘, dann müssen Sie die Checkliste nochmals durchgehen und Anpassungen vornehmen oder eventuell über den Kauf eines kundenspezifischen Greifers nachdenken.

Drei Fragen an ... Maik Decker, Zimmer Group

Maik Decker, Produktmanager bei der Zimmer Group in Ettlingen. (Bild: Zimmer GmbH)

Die Auswahl an Greifern auf dem Markt ist enorm. Wie sollte man vorgehen, um den am besten passenden Greifer zu finden?

Das stimmt. Allein die Zimmer Group hat neben ihren kundenspezifischen Lösungen derzeit über 2 000 Standardgreifer – vom Kleinteilegreifer bis hin zum Greifer für die Mensch-Roboter-Kollaboration – sowie das passende Greiferzubehör wie Werkzeugwechsler im Programm. Anhand einer Checkliste haben wir deshalb für unsere Kunden die für uns wichtigsten Faktoren bei der Greiferauswahl benannt (siehe unsere Checkliste), an denen sie sich grundsätzlich für ihre Greiferauswahl orientieren können. Um unseren Kunden die Produktauswahl und -auslegung zu erleichtern, beraten wir sie bei Fragen auch gerne persönlich und begleiten sie auf dem Weg zu ihrem idealen Produkt oder einem individuell auf sie zugeschnittenen System.

Können Konfiguratoren dabei helfen?

Ja! Die Zimmer Group hat neben ihren bereits existierenden Produktfindern für Industriestoßdämpfer und Klemm- und Bremselemente einen eigenen, umfangreichen Produktfinder für Greifer entwickelt. Dieser wird in den nächsten Wochen dem Interessenten auf unserer Webseite zur Verfügung stehen. Dieses Online-Tool unterstützt unsere Kunden bei der Suche, um den idealen Greifer für ihre Anwendung zu finden. Unsere Datenbank beinhaltet über 2.000 verschiedene, serienmäßige Standardgreifer. Mit der Eingabe von ein paar wenigen Suchattributen, wie einem Werkstückgewicht, benötigte Greifbackenlänge oder IP-Schutzart, erhält man bereits eine große Auswahl an passenden Modellen. Die vorgeschlagenen Greifer können übrigens nach der Berechnung gegenübergestellt und nach Wunsch ausgedruckt werden.

Was ist beim After Sales zu beachten?

Auch nach dem Greifer-Kauf stehen wir unseren Kunden mit den Dienstleistungen der Zimmer Group zur Verfügung – und das weltweit. So können diese im Bedarfsfall bei unserer Hotline auf das Know-how und die Erfahrung unserer Mitarbeiter im Technical Support zugreifen. Innovative Serviceprodukte helfen dabei, Diagnosen und Störungsbehebungen schnell und effizient durchzuführen. Sie erleichtern den Informationsaustausch und stellen sicher, dass jede Störmeldung zielgerichtet in kurzer Zeit analysiert und behoben werden kann. Und das oftmals ohne Einsatz vor Ort – denn drei Viertel aller Fälle können mittels Ferndiagnose gelöst werden. Unser Customer Support unterstützt aber natürlich auch direkt vor Ort – von der Planung und Inbetriebnahme bis hin zur Wartung und dem Retrofit unserer Lösungen. Das erspart lange und teure Ausfallzeiten beim Kunden. Selbstverständlich stehen darüber hinaus die üblichen Ersatzteil-, Reparatur- und Retourenservices zur Verfügung.

In Zusammenarbeit mit: Zimmer Group

Die Zimmer Group wurde 1980 durch die Brüder Martin und Günther Zimmer in Rheinau gegründet. Das Unternehmen, das mittlerweile weltweit mehr als 1.200 Mitarbeiter beschäftigt und einen Jahresumsatz von rund 165 Millionen Euro verzeichnen kann, hat seine über Jahrzehnte gewachsenen Kompetenzen in sechs schlagkräftige Technologiebereiche aufgegliedert: Handhabungstechnik, Dämpfungstechnik (industrielle Dämpfung sowie Soft Close für Möbel), Lineartechnik, Verfahrenstechnik, Maschinentechnik und Systemtechnik. In diesen Technologiebereichen entstehen Produkte mit technologischem Führungsanspruch, die weltweit unter den etablierten Markennamen der Zimmer Group vertrieben werden. Mehr dazu unter: https://www.zimmer-group.com

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