Weiche Ringe fest im Griff

Maschinenelemente

Greiftechnik – Die Handhabung von biegsamen Dichtringen erfordert eine anpassungsfähige Greiflösung. Pneumatisch getriebene Dreibackengreifer mit niedrigem Gewicht und langem Hub ermöglichen hochdynamische Anwendungen.

08. November 2010

Die Fertigungsautomation in der Kunststoffindustrie kommt schon längst nicht mehr ohne zuverlässige Handhabungslösungen aus. Eine Schlüsselrolle spielen dabei die eingesetzten Greifsysteme, deren Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit die Wirtschaftlichkeit der ganzen Produktionseinheit bestimmen. Solche Greifer müssen dabei nicht nur schnell, sondern auch leicht sein, um die Dynamik der Handhabungsvorgänge möglichst wenig mit ihrem Eigengewicht zu belasten. Zugleich müssen sie angesichts der hohen Stückzahlen eine hohe Lebensdauer aufweisen und viele Millionen Zyklen ohne Ausfall überstehen. Mit den richtigen Komponenten lassen sich dabei auch ausgefallenere Aufgaben lösen.

Das jüngste Beispiel dafür findet sich in einer Anlage für die Produktion von Dichtungen, die der Anlagenbauer EGS Automation aus Donaueschingen für die Südbadischen Gummiwerke SBG konzipiert und gebaut hat. Das ebenfalls in Donaueschingen ansässige Unternehmen hat sich auf anspruchsvollen Mehrfachkomponenten-Spritzguss spezialisiert und fertigt auf dieser Anlage Deckeldichtungen für einen Hersteller von hochwertigen Küchenmaschinen. Die Dichtungen bestehen aus einem Kern in Form eines glasfaserverstärkten Kunststoffringes, der in einer Spritzgießmaschine mit Silikon umspritzt wird.

Das Handling der Ringe und Dichtungen in der voll automatisierten Produktionseinheit übernimmt ein Sechsachs-Roboter des Typs Motoman HP20-D, für den EGS eine spezielle Vierfach-Greifeinheit für das Innengreifen entwickelt hat. Maßgeblich für die Leistungsfähigkeit der Greifeinheit sind jedoch die eingesetzten Greifer. Der zuständige EGS-Projektleiter Leo Weber kannte dazu aus jahrelanger Zusammenarbeit das umfangreiche Programm des Greiftechnikspezialisten Sommer-Automatic aus Ettlingen und fand dort mit dem pneumatisch getriebenen Dreibackengreifer MGD812N ein Modell, das zu den speziellen Anforderungen passte.

Kompakt, robust und leichtgewichtig

So sind die kompakten Greifer mit einem Durchmesser von rund 90 Millimeter für mindestens zehn Millionen Zyklen ausgelegt und erlauben mit einem Gewicht von weniger als 1,7 Kilogramm den Einsatz eines kostengünstigen Roboters mit geringer Tragkraft. Der vergleichsweise lange Hub von 12 Millimetern ermöglicht zudem das sichere Handling der Kunststoffringe, die beim Spritzgießen um bis zu drei Millimeter schrumpfen.

Die Entwickler von EGS montierten die vier Greifer auf einer Grundplatte und statteten sie mit speziellen Greiferbacken aus, die ein sicheres Greifen der Kunststoffringe und der fertigen Dichtungen gewährleisten. Mit dieser Greifeinheit ist der Roboter in der Lage, sämtliche Handlingaufgaben zu bewältigen und dabei jeweils vier Teile auf einmal zu handhaben.

Flexibler Einsatz

Die Kunststoffringe werden zunächst in einem Zuführsystem vereinzelt, vom Roboter aufgenommen und zum Aufheizen in eine Heizvorrichtung eingelegt. Danach nimmt der Roboter die Ringe wieder auf und legt sie in einer Zwischenkühlstation ab, in der sie gleichmäßige Temperatur annehmen, die für den sicheren Verbund zwischen den beiden Komponenten erforderlich ist. So vorbereitet, werden jeweils vier Ringe in die beiden Wechseltische einer Zuführeinheit eingelegt und direkt in die Spritzgießform eingefahren, in der sie mit Silikon umspritzt werden.

Beidseitige Prüfung

Zur Qualitätskontrolle überprüft ein Kamerasystem nach dem Spritzgießen jede einzelne Dichtung, um Risse oder Ausbrüche zu erkennen. Der Roboter entnimmt dazu je vier Fertigteile aus dem Wechseltisch und bewegt sie unter das Kameraprüfsystem. Um auch die andere Seite kontrollieren zu können, werden die vier Dichtungen danach in die senkrecht stehenden Öffnungen einer Umgreifstation eingesetzt. Der Roboter wechselt daraufhin die Seite, nimmt die Dichtungen erneut auf und kann so am Kameraprüfsystem auch die Rückseite kontrollieren lassen. Die Ausschussteile gelangen über eine Rutsche in einen Ausschussbehälter, während über eine separate QS-Rutsche einzelne Teile zur manuellen Begutachtung, Prüfung und Vermessung aus dem Prozess herausgenommen werden können.

Die Gutteile, die den Prüfprozess erfolgreich durchlaufen haben, werden schließlich auf den Dornen einer Speichervorrichtung aufgereiht, die insgesamt 560 Dichtringe fast. Die Anlage kann auf diese Weise rund 3,5 Stunden lang autonom arbeiten, bevor die fertigen Teile für die weitere Verarbeitung entnommen und neue Kunststoffringe zugeführt werden müssen.

Den Anwendern in der Kunststoffindustrie bietet Sommer-Automatic neben solchen Greiferlösungen zahlreiche weitere Automatisierungskomponenten, die teils individuell entwickelt wurden. Dazu gehören beispielsweise die Schneidzangenserie ZK1000, die sich als leichter, aber leistungsfähiger Angussschneider einsetzen lässt, oder die schnellen Zangengreifer der Serie GZ, die hauptsächlich für das Entnahmehandling beim Kunststoff-Spritzguss oder für den Einsatz als Angusspicker konzipiert wurden.bt

Auf einen Blick

Die pneumatisch angetriebenen Dreibackengreifer der Baureihe MGD812N von Sommer-Automatic sind für mindestens zehn Millionen Zyklen ausgelegt. Der doppelt wirkende Pneumatikzylinder sowie das zwangsgeführte Keilhakengetriebe gewährleisten eine hohe Greifkraft von 1.130 Newton beim Schließen und 1.200 Newton beim Öffnen. Die Hublänge von 12 Millimetern pro Backe bei einer Wiederholgenauigkeit von ±0,03 Millimeter erlaubt einen flexiblen Einsatz bei wechselnden Greifobjekten. Die direkte Positionsabfrage der Kolbenstellung erfolgt über Magnetfeldsensorik. Das niedrige Gewicht von lediglich 1.670 Gramm ermöglicht den Einsatz in hochdynamischen Handhabungsapplikationen.

Erschienen in Ausgabe: 08/2010