Dutzende von Greifsystemen sind kostengünstig mit Standardgreifern aufgebaut

Sicheres Greifen für sanftes Fahren

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Der Technologiekonzern ZF setzt in der Fertigung von Komponenten für Automatikgetriebe auf Handhabungstechnologie von Sommer-automatic, einer Marke der Zimmer Group. Die Greifer und Schwenkeinheiten stellen eine reibungslose Fertigung sicher und ermöglichen damit in Millionen Fahrzeugen ein komfortables Fahrerlebnis.

ZF fertigt in seinem Werk Schweinfurt zahlreiche Komponenten für die Fahrzeugbereiche Antrieb und Fahrwerk. Im Fertigungsprogramm finden sich neben Fahrwerkskomponenten wie Stoßdämpfer auch Antriebskomponenten wie Kupplungen und Drehmomentwandler für Automatgetriebe. Diese Wandler werden in PKW-Automatikgetrieben verbaut, die namhafte deutsche und europäische Herstellern in ihren Fahrzeugen der Mittel- und Oberklasse einsetzen.

Handhabungstechnik ermöglicht störungsfreie Produktion
ZF fertigt die Wandler auf mehreren Fertigungslinien, die von Fibro Läpple Technology entwickelt und gebaut wurden, einem der weltweit führenden Herstellern von Automationslösungen für Branchen wie Automotive oder Maschinenbau.
Die Handhabungs- und Montageaufgaben in diesen Fertigungslinien werden von mehreren Robotern übernommen, die dazu mit Greifern und Schwenkeinheiten von Sommer-automatic, einer Marke der Zimmer Group, ausgestattet sind.
In jeder Fertigungslinie arbeiten neben einer Reihe von Montagerobotern auch sechs Handhabungsroboter, die für das Handling der Wandler bei Prozess- und Fertigungsschritten wie Schweißen, Messen oder Wuchten eingesetzt werden.
Die Handhabungsroboter sind durchweg mit pneumatisch angetriebenen Komponenten von Sommer-automatic ausgestattet. Insgesamt sind hier Dutzende von Greifsystemen im Einsatz, die kostengünstig mit Standardgreifern aus dem Lieferprogramm von Sommer-automatic aufgebaut wurden.
Um die bis zu 25 kg schweren Wandler sicher handhaben zu können, haben die Anlagenbauer auf Großhub-Greifer der Baureihen GHK63100 und GHK 64100 zurückgegriffen. Die GH-Greifer bieten exzellente Eigenschaften für diesen Einsatz, denn die eingesetzten T-Nuten-Führungen wurden ebenso wie alle anderen Komponenten für eine maximale Kräfte- und Momentenaufnahme optimiert, so dass die Greifer 10 Millionen Zyklen ohne Wartung überstehen. Die nebeneinander liegenden Führungen sorgen für ein optimales Führungsverhältnis, und das geringe Führungsspiel ermöglicht eine hohe Präzision der Handhabungsprozesse.
Ein zahnradsynchronisierter Direktantrieb setzt die Antriebskraft verlustarm in Greifkraft um, stellt dabei auch die zentrische Spannung des Werkstücks sicher und sorgt gleichzeitig für eine hohe Wiederholgenauigkeit der Greifprozesse. Die Greifer sind durch ein Klemmelement mechanisch gegen Werkstückverlust gesichert. Auch die direkte Abfrage der Greiferbackenposition trägt zur Prozesssicherheit bei, alternativ kann die Positionsabfrage aber auch über induktive Näherungsschalter erfolgen, die mit einer optionalen Klemmhalterung befestigt werden können.
Neben den Parallelgreifern sind auch eine Reihe von Dreibackengreifern des Typs GD312N0-C im Einsatz, mit denen die ZSB-Turbinen bei der Handhabung zentrisch gegriffen werden. Diese Zentrischgreifer mit federgestützter Greifkraftsicherung bieten bei 12 mm Hub pro Backe eine Greifkraft von 4250 N. Ein zwangsgeführtes Keilhakengetriebe ermöglicht die hohe Kraftübertragung und stellt gleichzeitig die synchrone Bewegung der Greiferbacken sicher. Zur Greifkraftsicherung dient eine im Zylinderraum eingesetzte Feder, die auch bei Druckabfall das Werkstück noch sicher hält.
Schwenkeinheiten verleihen Robotern zusätzliche Beweglichkeit
Alle eingesetzten Greifer sind als Doppelgreifer konzipiert und wurden auf Flachschwenkeinheiten des Typs SF100–180D4-C und SF125–180D4-C montiert. Sie dienen als zusätzliche Drehachse für den Roboter und erhöhen damit seine Bewegungsfreiheit.
Die SF-Schwenkeinheiten zeichnen sich ebenso wie die Greifer durch maximale Robustheit und Zuverlässigkeit aus. Beispielsweise erfolgt bei ihnen die Kraftübertragung über eine Kombination aus Zahnstange und Zahnrad, die für die optimale Umsetzung der Antriebskraft in verwertbares Drehmoment zweifach kugelgelagert ist.
Die Endlagendämpfung erfolgt über hydraulische Zimmer-Stoßdämpfer mit Wendelnuttechnologie. Diese technologisch führenden Spitzenprodukte ermöglichen durch ihre profilierte Wendelnut eine sanfte Energieabsorption, die ein verschleißarmes Anfahren der Endlagenposition sicherstellt. Die Dämpfungscharakteristik kann durch die Einschraubtiefe individuell eingestellt werden, und um ein konstantes Dämpfungsverhalten sicherzustellen, sind die Dämpfer im Druckraum eingebaut, so dass sie durch den Luftstrom permanent gekühlt werden.
Die Luftübertragung erfolgt bei diesen Schwenkeinheiten schlauchlos. Bis zu 8 pneumatische Durchführungen können genutzt werden, so dass keine Schlauchpakete mitgeschwenkt werden müssen und die Störkontur deutlich verringert ist. Die Schwenkeinheiten bieten durch die vielen Anschraubmöglichkeiten direkt am Gehäuse kompakte Außenabmessungen, und der eingesetzte Drehverteiler ist durch den Einsatz eines O-Ringes mit Teflonstützband sehr leichtgängig.
Umrüstung vom Leitrechner gesteuert
Die gesamte Anlage wird von einem Leitrechner gesteuert und kann daher jederzeit auf andere Baugrößen umgestellt werden. Die Greifer und Schwenkeinheiten sind mit einer Vielzahl an Sensoren ausgestattet, die für den sicheren Betrieb sorgen. Ihre Daten werden gemeinsam mit zahlreichen anderen Prozessdaten zurück an den Leitrechner übermittelt, der sie zur Qualitätssicherung erfasst und speichert.
Auch die Beschriftung der Drehmomentwandler dient der Qualitätssicherung, denn dabei werden neben Angaben zu Fertigungsparametern auch Materialparameter, Lieferdaten und Informationen zu den jeweiligen Materialchargen festgehalten.
Alle Umrüstungen erfolgen auftragsbezogen. An den Robotern werden dabei keine Umbauten erforderlich, denn die Planer haben darauf geachtet, dass hier kein Umrüstaufwand entsteht. Auch die Greifer müssen dabei nicht umgebaut werden, da alle Wandler-Varianten mit den gleichen Greifern gegriffen werden können. Die eingesetzten Parallelgreifer weisen einen so großen Öffnungsweg auf, dass sie alle in Frage kommenden Durchmesser abdecken und damit alle Baugrößen greifen können.
Um auch bei wechselnden Baugrößen und den unvermeidlichen Rundheitsabweichungen eine hohe Wiederholgenauigkeit der Handhabungsprozesse sicherzustellen, wurden die Greiferfinger mit Formeinsätzen ausgestattet. Sie sind auf der einen Seite starr montiert, auf der anderen aber mit Federn beweglich gelagert, so dass die Werkstücke mit hoher Genauigkeit aufgenommen und abgelegt werden können.
„Wir haben mit den Greifern und Schwenkeinheiten der Marke Sommer-automatic nur gute Erfahrungen gemacht“, sagt Matthias Scharek, der bei der Fertigung der Drehmomentwandler für die Arbeitsvorbereitung und das Engineering zuständig ist. „Auch nach vier Millionen Einheiten gab es noch keinerlei Probleme, und wir sind froh, mit diesen zuverlässigen Komponenten arbeiten zu können.“
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