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Haken

| von Kathrin Irmer

Haken

Um das richtige Greifwerkzeug für seine Anwendung zu finden, müssen zahlreiche Faktoren beachtet werden. Dabei ist die wichtigste Frage, ob eher eine mechatronische oder pneumatische Lösung die richtige Wahl ist.
Industrieroboter arbeiten schnell, zuverlässig und rund um die Uhr. Welchen Output und welche Qualität sie erzielen, hängt maßgeblich von der jeweiligen Peripherie, insbesondere von den Greifsystemen ab. Auf der Suche nach dem optimalen Greifer, müssen Konstrukteure und Anwender eine Vielzahl von Einflussfaktoren berücksichtigen. Zusätzlich zur Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit spielt dabei auch die Zukunftsfähigkeit der Greifsysteme eine immer größere Rolle.

Neben bewährten, pneumatisch angetriebenen Greifmodulen etablieren sich in jüngerer Zeit immer mehr elektrisch angetriebene Greifer. „Beide Antriebsarten verfügen über starke Argumente“, so Matthias Poguntke, Leiter Produktmanagement, Branchenmanagement und Produktmarketing Automation bei Schunk. „Für Pneumatikgreifer spricht die in der Regel ihre hohe Leistungsdichte. Das heißt auf kleinem Bauraum erreichen sie verhältnismäßig hohe Greifkräfte. Sie sind robust, preisattraktiv und lassen sich einfach in Betrieb nehmen und warten.“ Mechatronische Greifer wiederum seien flexibel einsetzbar, komfortabel ausgestattet, energieeffizient und trotz einer höheren Anfangsinvestition langfristig betrachtet auch wirtschaftlich interessant. Zusätzlich zum reinen Greifen ermöglichen sie die Kontrolle von Greiferstellung, Hub, Schließgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Kraft.

Mit drei Verriegelungssystemen kan das SWS-1210 eine Zuladung von bis zu 1200 kg aufnehmen.

Bild: SWS-1210 – Schunk

 

Pneumatischer oder mechatronischer Antrieb?
Ein Beispiel für einen solchen mechatronischen Hightech-Greifer ist der WSG 50 von Schunk. In seine Grundbacken ist bereits eine elektrische Sensorschnittstelle integriert, über die sich unterschiedliche Sensoren direkt in den Greifprozess einbinden lassen. Das macht ihn zum idealen Helfer für anspruchsvolle Automationslösungen, bei denen eine hohe Flexibilität beziehungsweise eine hohe Sensitivität notwendig sind. So können mit Hilfe eines Kraftmessfingers die beim Greifvorgang auftretenden Kräfte präzise erfasst und geregelt werden. Neben Profibus DP, CAN und RS232 verfügt der WSG 50 zusätzlich über eine Ethernet-TCP/IP-Schnittstelle, über die er auch ohne zusätzliche Software mit Hilfe eines gewöhnlichen Webbrowsers schnell und einfach in Betrieb genommen werden kann.

Nach Ansicht von Matthias Poguntke werden künftig immer mehr mechatronische Module, wie der WSG 50, per Internet oder Datenleitung gesteuert und ferngewartet werden können. Hinzu komme ein sowohl funktional wie auch optisch wirksames Design, das das Vertrauen in die Funktion und die Sicherheit von Mensch und Maschine fördere. Parallel dazu sorge der rasante Fortschritt bei elektrischen Servoantrieben dafür, dass mechatronische Komponenten preislich immer attraktiver werden.

Dass sogar gesetzliche Vorgaben bei der Wahl des Antriebsystems eine Rolle spielen zeigt das Beispiel Südkorea: Hier sind teilweise mechatronische Lösungen aus Gründen des Umweltschutzes per Gesetz vorgeschrieben. In Europa bieten mechatronische Komponenten angesichts der neuen Maschinenrichtlinie für Maschinen- und Anlagenbauer im Rahmen des Safety Managements Vorteile. Mittel- und langfristig ist davon auszugehen, dass sowohl pneumatische als auch mechatronische Antriebe in der Industrieautomation einen festen Platz innehaben und ihren Stärken entsprechend eingesetzt werden.

Um Automationssysteme schnell an wechselnde Anforderungen bei Gewicht und Form anzupassen, sind Schnellwechselsysteme schon heute weit verbreitet. Sie stellen sicher, dass sich Greifer inklusive Energieversorgung und Sensorik voll automatisiert in Sekundenschnelle wechseln lassen. Dabei gewährleistet ein patentiertes, selbsthaltendes Verriegelungssystem, dass Roboter und Effektor gekoppelt bleiben, falls es plötzlich zu einem Energieausfall kommen sollte. Moderne Schnellwechsellösungen gehen sogar noch einen Schritt weiter. Dies bieten hocheffiziente Ventiladapterplatten für Schnellwechselsysteme, die bis zu vierzehn Mikroventile enthalten und eine komplette Ventilinsel ersetzen. Mit ihnen lassen sich Handhabungsprozesse wesentlich effizienter gestalten. Sowohl die Luftdurchführungen als auch die Verriegelung des Schnellwechselsystems werden von den Ventilen geschaltet. Die Adapterplatten mit integrierten Hochleistungsventilen werden zwischen Roboterflansch und Wechselkopf montiert. Während bei konventionellen Lösungen mit jedem Zyklus die Druckluft in der Zuleitung komplett verloren geht, werden mit der Ventiladapterplatte nur noch der Kolbenraum der angeschlossenen Aktoren und die Leitungen innerhalb des Wechselsystems gefüllt. Das reduziert massiv den Luftbedarf und verkürzt die Taktzeit.

Großer Hub macht Greifer im Einsatz flexibler
„Noch variabler arbeiten spezielle Großhubgreifer“, erläutert Poguntke. „Statt immer wieder Backen oder komplette Greifer zu wechseln, können sie unterschiedlich große Teile im Wechsel handhaben.“ So verfügt beispielsweise der leistungsdichte 3-Finger-Großhubgreifer PZH-plus aufgrund eines Zahnriemenantriebs über einen so großen Hub, dass er aufwändige Aufsatzbacken- oder Greiferwechsel oft einsparen kann. Seine patentierte Vielzahnführung und sein Gehäuse aus hochfestem Aluminium machen ihn besonders leistungsdicht. Verglichen mit ähnlich großen und schweren Greifern verfügt er über eine rund doppelt so hohe Greifkraft. Um einen bestimmten Hub und eine bestimmte Kraft zu erzielen, genügen also kleinere Baugrößen. Das spart Platz, senkt den Energieverbrauch und die Investitionssumme. Die große Mittenbohrung ermöglicht den Einbau einer Kamera, die Zuführung von Material oder das Greifen überlanger Werkstücke.

Nach Ansicht von Matthias Poguntke zeichnet sich in der Handhabung noch eine weitere Entwicklung ab: „Während in der Vergangenheit bei Greifsystemen das Hauptaugenmerk auf der Mechanik lag, gewinnt derzeit die Sensorik deutlich an Bedeutung.“ Vorreiter seien die Branchen Life Science, Pharma und Laborautomation, also Industriezweige, in denen es um wohl dosierte Greifkräfte und ein sicheres Feedbacksystem für die Handhabung nachgiebiger oder sensibler Teile geht. „Für solche Anwendungen bieten mechatronische Greifer mit ihren umfangreichen Optionen optimale Voraussetzungen“, so Poguntke.

Der PZH-plus sorgt bei wechselnden Greifoperationen für hohe Effizienz.

Bild: PZH-plus – Schunk

 

Auch bei pneumatischen Greifern lässt sich mit leistungsfähigen Sensorikmodulen Erstaunliches erreichen. Am Beispiel des vielzahngeführten Universalgreifers PGN-plus wird deutlich, was heute schon möglich ist. Das Programm reicht weit über induktive Näherungsschalter hinaus, die heute bereits bei fast allen Pneumatikgreifern zum Standard gehören. Elektronische Magnetschalter beispielsweise lassen sich komplett in den Greifer integrieren und fragen im Innern des Greifers die Position des Kolbens ab. Die neueste Magnetschaltergeneration ist programmierbar und kann statt einem sogar zwei Schaltpunkte erkennen. Um die Prozessstabilität zu erhöhen, lassen sich bei ihnen zudem die Ausschaltpunkte programmieren. Für den Einsatz in Maschinen, in beengten Applikationen oder in widrigen Umgebungen, wo Kabel die Prozessstabilität gefährden würden, hat Schunk zudem eine kabellose Funksensorik konzipiert.

Aus Sicht von Mattias Poguntke steht fest: „Wer über den Kauf von Automationsmodulen für die Industrieautomation entscheidet, muss immer auch künftige Entwicklungen im Blick haben.“ Er rät daher zu modularen Baukastensystemen. Mit dem universellen Greiferbaukasten des innovativen Familienunternehmens Schunk lassen sich der interne Koordinationsaufwand reduzieren, die Ersatzteilbeschaffung beschleunigen und dank einer 30-Jahre-Funktions-Garantie die Gesamtkosten über die gesamte Lebensdauer präzise planen. Dass das Baukastensystem immer auf dem neusten Stand ist, zeigt eines der jüngsten Module, eine direkt anbaubare Ventilbox. Sie macht die Universalgreifer zu einem effizienten Werkzeug. Mit ihr lässt sich die Taktung um bis zu 100 % steigern. Zugleich senkt sie den Druckluftverbrauch und damit die Energiekosten. Sogar vorhandene Handhabungssysteme lassen sich mit dem Modul einfach und schnell nachrüsten.

von Johannes Grotz/Kathrin Irmer

 


Einkaufsführer in Zusammenarbeit mit: Schunk GmbH & Co.KG

„Mehr bieten als der Kunde erwartet“, das war die Devise von Friedrich Schunk, der nach den Wirren des zweiten Weltkriegs in Lauffen am Neckar seine mechanische Werkstatt in einer Garage eröffnete. Heute bietet Schunk im Geschäftsbereich Spanntechnik Werkzeughaltersysteme, Stationäre Spannsysteme, Drehfutter, Spannbacken, Hydro-Dehnspanntechnik Sonderlösungen und Magnettechnik an. Der Geschäftsbereich Greifsysteme fertigt und vertreibt Greifmodule, Drehmodule, Linearmodule, Roboterzubehör, Komponenten für die Modulare Montageautomation sowie Automationslösungen. Mehr unter: www.schunk.com