Flexibilität ist Trumpf

Maschinenelemente

Greifsysteme - Die Produktionsautomatisierung steht vor einem grundlegenden Wandel: Immer häufiger sind besonders variable Lösungen gefragt. Das betrifft auch und gerade das Greifen.

12. Dezember 2012

Ein Megatrend in der produzierenden Industrie in vielen Branchen ist eine rasante Zunahme der Anzahl von Produktvarianten. Als Folge müssen auch die eingesetzten Handhabungslösungen immer flexibler werden. So erwarten die Anwender heute meist, dass sich die Greifsysteme innerhalb kürzester Zeit und zum Teil sogar im laufenden Prozess an neue Produkte und Varianten anpassen lassen. Entsprechend groß sind derzeit die Entwicklungssprünge bei Handhabungssystemen.

Der Spann- und Greiftechnikspezialist Schunk aus Lauffen am Neckar beispielsweise hat ein komplettes Modulprogramm für elektrisch angetriebene mechatronische Lösungen aufgelegt, das neben einfachen Mechatronikgreifern eine ganze Reihe intelligenter beziehungsweise adaptierbarer Module umfasst, die neben dem reinen Greifen auch die Kontrolle von Greiferstellung, Hub, Schließgeschwindigkeit, Beschleunigung oder Kraft ermöglichen. Zum Teil können sie auf einfachste Weise per Internet oder Datenleitung in Betrieb genommen und ferngewartet werden.

Aus Sicht des geschäftsführenden Gesellschafters Henrik A. Schunk führt an elektrisch angetriebenen Greifsystemen künftig kein Weg mehr vorbei, sei es als Alternative zu vorhandenen pneumatischen Modulen, als adaptierbare Module, die sich besonders einfach in Anlagen integrieren lassen oder als intelligente Module, die eine völlig neuartige Prozessgestaltung ermöglichen: »Mechatronikgreifer bieten enorme Spielräume; sie werden pneumatische Greifmodule zwar nicht komplett ersetzen, wohl aber in immer größerem Umfang ergänzen – nämlich immer dann, wenn besonders flexible Lösungen gefordert sind.«

Flexibler Leichtbau

Welche Möglichkeiten intelligente Greifsysteme bieten, zeigt der Powerball-Lightweight-Arm LWA 4 des Unternehmens. Der kompakte und wendige Leichtbauarm ist für den stationären oder mobilen Einsatz in der Servicerobotik sowie in der industriellen Handhabung konzipiert. Der Leichtbauarm mit einem Eigengewicht von 12 Kilogramm kann Lasten bis sechs Kilogramm dynamisch handhaben und gehört damit zu den weltweit leistungsdichtesten Vertretern seiner Art. Der Arm deckt einen Greifradius von mehr als 700 Millimeter ab und bietet eine Wiederholgenauigkeit von 0,06 Millimeter, mit der sich auch bei anspruchsvollen Mess- und Prüfaufgaben eine hohe Prozessstabilität realisieren lässt. Die ausgeklügelte Konstruktion verhindert riskante Quetsch- und Scherbewegungen und bietet damit optimale Voraussetzungen für den Einsatz im unmittelbaren Umfeld des Menschen.

Zentrale Elemente des Leichtbauarms sind die kompakten ERB-Powerball-Module der Schwaben, die die Bewegungen zweier Achsen in einem Modul kombinieren. Ihre beiden integrierten Servoachsen erzielen jeweils Drehmomente bis zu 64Newtonmeter mit Drehwinkeln zwischen –170 und +170 Grad. Dabei lassen sich Position, Geschwindigkeit und Drehmoment flexibel regeln. Dies ermöglicht sehr flexible Bewegungsabläufe und bietet damit ideale Voraussetzungen für adaptive Prozesse.

Die Steuer- und Regelelektronik ist komplett in die Gelenkantriebe integriert.

Universelle Kommunikationsschnittstellen für die Datenübertragung und die Spannungsversorgung ermöglichen eine schnelle und einfache Integration des LWA4 in bestehende Steuerungskonzepte. Ergänzt wird der Manipulator durch eine industrielle Robotersteuerung mit integrierter CoDeSys-SPS. Programmierung und Teach-In geschehen über ein Handbediengerät mit Touch-Display. Die integrierte 24-Volt-DC-Spannungsversorgung ermöglicht mobile Einsätze sowie Einsätze an wechselnden Standorten. Konsequenter Leichtbau und der Einsatz von Torquemotoren der neuesten Generation drücken den Energiehunger des Leichtbauarms auf durchschnittlich 80 Watt und verlängern so die Laufzeiten bei Akkubetrieb.

Besonders flexibel und benutzerfreundlich ist auch der servoelektrische Parallelgreifer WSG 50 von Schunk, der sich auch ohne umfassendes elektronisches und steuerungstechnisches Fachwissen zuverlässig bedienen lässt. Das intelligente Greifsystem besitzt neben Anschlüssen für Profibus DP, CAN oder RS232 auch eine Ethernet TCP/IP-Schnittstelle. Zudem sind in die Grundbacken des WSG bereits standardmäßig Sensorschnittstellen integriert, um die beim Greifvorgang auftretenden Kräfte kontinuierlich erfassen und regeln zu können.

Ein integrierter Webserver ermöglicht eine einfache Inbetriebnahme ohne zusätzliche Software. Dabei erlaubt es die integrierte Intelligenz, Teilaufgaben eigenständig, also ohne übergeordnete Prozesssteuerung zu lösen. Der Funktionsumfang lässt sich dabei über Skripte individuell anpassen.

Vorteile für Mechatronik

Henrik A. Schunk ist sich deshalb sicher: »Angesichts des Megatrends zu vernetzten Produktionssystemen wird es nicht mehr lange dauern, bis mechatronische Module flächendeckend als Alternative zu pneumatischen oder hydraulischen Systemen eingesetzt werden. Die Auswahl des Systems kann dann gezielt anhand der jeweiligen Stärken erfolgen.«

Auf einen Blick

Die Schunk GmbH & Co. KG mit Sitz in Lauffen am Neckar, ist einer der Markt-führer in der Automation und weltgrößter Anbieter im Bereich Spanntechnik. Die Kernkompetenzen des 1945 gegründeten familiengeführtes Unternehmens sind Greifen und Spannen. Seit der Entwicklung des ersten standardisierten Roboter-greifers 1982 erweiterte Schunk sein Greiftechnik-Portfolio um die Funktionen Drehen, lineares Bewegen sowie um Schnellwechselsysteme für Automationskomponenten. Dazu kommen mecha-tronische Antriebskomponenten. Zudem gilt das Unternehmen als eine eine der treibenden Kräfte der angewandten Servicerobotik.

Erschienen in Ausgabe: Industrie Handbuch/2013