Smarte Greifer

Greiftechnik – Mit dem EGI präsentiert Schunk einen der komfortabelsten Mechatronikgreifer am Markt. Vor allem Anwendungen in der Computer-, Konsumgüter- und Kommunikationsindustrie, aber auch Pharma- und Laborapplikationen sollen von dem flexiblen Kleinteilegreifer profitieren.

30. April 2019
Smarte Greifer
Prof. Dr. Markus Glück, Entwicklungschef, Schunk (© Schunk)

Auch in der Greiftechnik zielt alles in Richtung Intelligenz. Darum bringt Schunk nach dem smarten Greifer EGL jetzt einen zweiten Mechatronikgreifer auf den Markt, dessen Stärken vor allem auf Ebene der Elektronik und Software sowie auf der besonderen Einsatzflexibilität liegen. Schon seit einiger Zeit eruiert der Greifsystemspezialist, welche Chancen im sogenannten Smart Gripping liegen. Während der Fokus bei konventionellen Handhabungslösungen bislang primär auf der Prozessstabilität und Wirtschaftlichkeit einzelner Operationen lag, sollen moderne Applikationen eine Flexibilisierung der Prozesskette ermöglichen und im Idealfall zugleich detaillierte Prozessdaten bereitstellen, so das Ziel von Schunk.

Konkret heißt das: Alles, was flexibilisiert werden kann, wird flexibilisiert – der Hub, die Greifkraft, die Vorpositionierung der Greiffinger und die Schließgeschwindigkeit. Umgekehrt sollen die Greifer künftig zugleich viele unterschiedliche Prozessdaten, wie etwa die Größe und Geometrie des gegriffenen Bauteils oder dessen Nachgiebigkeit, erfassen. Sämtliche Daten werden dann vertikal mit übergeordneten Systemen oder Cloud-Lösungen beziehungsweise horizontal mit vor- oder nachgelagerten Greifern, ja sogar Spannmitteln oder anderen IoT-fähigen Devices ausgetauscht. Exemplarisch zeigt Schunk derartige Szenarien bereits anhand einer Technologiestudie auf Basis des intelligenten Schunk EGL.

Der Greifer selbst wird also künftig mithilfe seiner integrierten Sensorik Bauteile detektieren, vermessen und IO-/NIO-Entscheidungen treffen können. Zudem ist eine intelligente Echtzeit-Vernetzung möglich. Kaum hat der intelligente Greifer das Bauteil detektiert, passt beispielsweise der vernetzte Kraftspannblock seine Parameter individuell darauf an: Backen werden vorpositioniert und Spannkräfte gegebenenfalls verringert, noch bevor das Werkstück das Spannmittel erreicht. Eine derartige autonome Interaktion der Komponenten reduziert die Zykluszeit auf ein Minimum und sorgt für eine größtmögliche Prozesssicherheit.

Mithilfe digitaler Dienste soll es darüber hinaus möglich werden, auf Basis des Wissens der am Prozess beteiligten Greifer automatisch zu analysieren, ob ein Fehler von vornherein vorlag oder beispielsweise Prozessveränderungen in der vorgelagerten Station zu einer Beschädigung des Bauteils geführt haben. Im Versuchsumfeld lassen sich hier bereits vielversprechende Ergebnisse erzielen.

Das passende Tool, die App Schunk GripConnect, wird sukzessive um die entsprechenden Möglichkeiten erweitert und verfeinert. Über sie kann der Bediener sämtliche Prozessschritte nachverfolgen, definierbare Zeiträume auswerten und Zustandsdaten der beteiligten Komponenten abfragen. Darüber hinaus enthält die App Dokumentationen, Betriebsanleitungen, 3D-Ansichten und Videos zur Inbetriebnahme.

Dass Schunk jetzt einen weiteren smarten Greifer ins Spiel bringt, der künftig derartige Szenarien ermöglichen wird, hat gute Gründe: Zum einen hat der Hersteller im Bereich der Mechanik die Anforderungen des Marktes weitgehend ausgereizt. Wer den Greiferkatalog kennt, weiß, dass weder das Programm noch die Qualität der Greifwerkzeuge von Schunk Wünsche offenlassen. Zum anderen sehen Geschäftsleitung und F&E-Crew erhebliche Potenziale in der Mechatronisierung, was unter anderem auch an den baulichen Aktivitäten am Kompetenzzentrum für Greifsysteme in Brackenheim-Hausen festzustellen ist: Bis Mitte des Jahres wird die Produktionsfläche verdoppelt, um ausreichend Kapazitäten vor allem für das Wachstum im Bereich des mechatronischen Greifens vorzuhalten – ein klares Bekenntnis zum Standort Deutschland und zur Digitalisierung.

Auf einen Blick

Schunk EGI

- Individuell programmierbarer Hub bis zu 57,5 Millimeter pro Backe.

- Flexibel dosierbare Greifkräfte bis 100 Newton.

- Robust ausgelegt, unempfindlich.

- Sehr großes Werkstückspektrum.

- Die Auswertung kann künftig auch über eine App erfolgen.

www.schunk.com

Den intelligenten Parallelgreifer EGI, der auf der Hannover Messe seine Premiere feierte und im ersten Schritt in Baugröße 80 auf den Markt kommt, hat Schunk vor allem für anspruchsvolle und variantenreiche Handhabungsaufgaben in Elektronik-, Pharma- und Labor-Anwendungen konzipiert.

Aktive Sicherheit

Mit seinem individuell programmierbaren Hub von bis zu 57,5 Millimetern pro Backe und ebenso flexibel dosierbaren Greifkräften bis 100 Newton deckt der robust ausgelegte und damit unempfindliche Mechatronikgreifer ein sehr großes Werkstückspektrum ab. Dank der integrierten Intelligenz können auch nachgiebige, deformations- oder bruchempfindliche Komponenten zuverlässig und schonend gehandhabt werden. Besondere Aufmerksamkeit verdient laut Hersteller die aktive Greifkrafterhaltung, die speziell für den Greifer entwickelt wurde und möglicherweise zur Vorlage für weitere Mechatronikgreifer werden könnte: Im Gegensatz zu herkömmlichen, passiven Lösungen stellt die aktive Greifkrafterhaltung beim Schunk EGI sicher, dass die aufgebaute Greifkraft auch im Falle eines Stromausfalls oder Notstopps nahezu vollständig erhalten bleibt.

»Der EGI wird im Markt einen festen Platz einnehmen.«

— Prof. Dr. Markus Glück, Entwicklungschef, Schunk

Selbst bei abrupten Not-Aus-Manövern, wenn Roboter aus hoher Geschwindigkeit schlagartig in den Stillstand gehen, bleiben gegriffene Teile sicher gehalten.

So umfassend der Funktionsumfang, so einfach ist auch die Inbetriebnahme: Über einen serienmäßig integrierten Webserver lassen sich alle grundlegenden Funktionen konfigurieren, ohne dass eine zusätzliche Software erforderlich ist. Zusatzfeatures erhöhen den Komfort: So kann die Backenbewegung im Tipp-Betrieb manuell am Greifer gesteuert werden, was beispielsweise nach Not-Stopps Vorteile bringt.

Über die Funktion »Erweitertes Referenzieren« lässt sich zudem ein individueller Maximalhub speichern und softwareseitig als Grenzwert hinterlegen, wodurch die Programmierung vereinfacht wird. Mit seiner zertifizierten, IRT-fähigen Profinet-Schnittstelle der Kategorie C erfüllt der Schunk EGI sämtliche Voraussetzungen für hochperformante Applikationen. Die Position der Greiferfinger, die Greifkräfte und die Schließgeschwindigkeit lassen sich annähernd verzögerungsfrei erfassen und regeln. Auch Zwischenpositionen oder eine spezielle Referenzierung des Greifers sind möglich.

Dass sich Schunk wie schon beim EGL nun auch beim EGI für eine Highspeed-Schnittstelle in der höchsten Ausbaustufe entschieden hat, ist vor allem dem Funktionsumfang geschuldet, der mit dem Greifer angestrebt wird. Über Softwareupdates kann der intelligente Kleinteilegreifer jederzeit auf den neuesten Stand in Sachen Intelligenz gebracht werden.

Ein Blick auf den Schunk EGL lässt ahnen, wohin die Reise geht: So lässt sich dort die Referenzierart wahlweise auf Block, Geschwindigkeit und Stromfahrt oder Werkstück einstellen. Greifer mit IO-Link können das nicht. Hinzu kommen weitere Features wie Messen oder Positionieren, die Anbindung an einen Webserver zur Inbetriebnahme oder an ein Gateway zur Datenauswertung über ERP-Systeme oder Cloud-Lösungen.

All diese Optionen stehen beim Schunk EGI ebenfalls zur Verfügung, wenn auch noch nicht im ersten Release. »Die nächsten Versionen sind in der Entwicklung, werden zeitnah ausgerollt und können über Updates einfach auf die Greifer aufgespielt werden«, verrät Entwicklungschef Prof. Dr. Markus Glück. Auf diese Weise will der Greifspezialist auch die Investitionssicherheit für Anwender erhöhen. »Vor allem in messenden Anwendungen sowie in Anwendungen mit vielen unterschiedlichen Teilen, wird der EGI künftig einen festen Platz einnehmen«, ist Glück von seinem Produkt überzeugt.

»Künftig gibt es in der Handhabung mehr autonome Anteile.«

— Prof. Dr. Markus Glück, Entwicklungschef, Schunk

Ziel von Schunk sei es, die exponierte Position der Greifer im Prozess zu nutzen, um für Anwender Mehrwerte zu generieren. »Über die Integration des Web-Servers besteht zudem die Möglichkeit, zur direkten Systemansprache sowie zur ferngesteuerten Diagnose und Parametrierung«, sagt Glück. Künftig werde es in der Handhabung immer mehr autonome Anteile geben, so seine Prognose. Auch dafür steht das Label »Ready-for-Industry-4.0«, mit dem Schunk bei seinen intelligenten Greifern und Spannmitteln wirbt.

Wie Anwender mit dem erweiterten Funktionsumfang umgehen, wird sich in den kommenden Jahren zeigen. »Es bringt nichts, Daten einfach nur zu sammeln, wenn man diese nicht auch für clevere Analysen nutzt und in werthaltige Informationen überführt«, mahnt Glück. »Dass der größte Teil der Produktionsverantwortlichen heute zwar nahezu alle relevanten Prozessgrößen erfasst, jedoch nur etwa 30 Prozent zur vorausschauenden Fehleranalyse nutzt und weniger als 10 Prozent einen Regelkreis installieren, zeigt, wie groß die Potenziale sind – vorausgesetzt Anwender erhalten Tools, die intelligente Lösungen einfach ermöglichen.«

Nach vorne betrachtet werden laut Glück Produktionssysteme, Managementsysteme und Tools für die Cloud immer weiter zusammenwachsen. Genau hierfür seien smarte Greifer, wie der Schunk EGI konzipiert. mk

Erschienen in Ausgabe: 03/2019