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Schunk-Greifer mit XXL-Fingern für Schleifscheibenproduktion

Universalgreifer PGN-plus-P mit Vielzahnführung im praktischen Einsatz
Schunk-Greifer mit XXL-Fingern für Schleifscheibenproduktion

Schunk-Greifer mit XXL-Fingern für Schleifscheibenproduktion
Während der Deckel des künftigen Spannpakets noch im PGN-plus-P 200 Universalgreifer (rechts im Bild) gegriffen ist, entnimmt der PGN-plus-P 100 (Mitte) das zuvor montierte Set aus Pin und Boden. Um den Boden bei der Montage zu fixieren, nutzt Preccon Robotics den pneumatischen Großhubgreifer PHL-W 40–050 mit einem Hub von 50 mm pro Backe. Bild: Schunk
Bei der automatisierten Schleifscheibenproduktion profitiert Preccon Robotics von einem Dreifach-Greifsystem mit XXL-Fingern von Schunk. Kernelement sind Universalgreifer PGN-plus-P von Schunk mit Vielzahnführung.

Wenn Greiferfinger tief in Maschinenräume oder Werkstückspeicher eintauchen sollen, stoßen konventionelle Greiferführungen aufgrund der teils beträchtlichen Fingerlängen und Hebelkräfte an Grenzen: Es kommt zu übermäßigem Verschleiß, nachlassender Genauigkeit und zum vorzeitigen Ausfall. Um das zu verhindern, kombiniert Schunk in seinen Universalgreifern der Baureihe PGN-plus-P eine leistungsoptimierte Vielzahnführung mit einer Dauerschmierung, sodass im Vergleich zu konventionellen T-Nuten-Führungen bis zu 50 % längere Greiferfinger möglich sind.

Am Beispiel eines Greifsystems für die Schleifscheibenproduktion zeigt der Robotikspezialist Preccon Robotics, was mit den Universalgreifern PGN-plus-P möglich ist. Stolze 450 mm lang sind die Greiferfinger, mit denen der Universalgreifer PGN-plus-P 200 dabei ins Teilemagazin eintaucht, um Stahlböden, Stahldeckel und Stapel von Aluscheiben zu entnehmen, die voll automatisiert zu Spannpaketen für den Härteprozess von Schleifscheiben zusammengetragen werden.

Hohe Längs- und Querkräfte

„So ein Stapel wiegt fast dreieinhalb Kilogramm und wird mit bis zu 2 m/s2 beschleunigt“, beschreibt Projektleiter Paul Unglaub die Herausforderung. Böden und Deckel werden im Handhabungsprozess um bis zu 180° in die Vertikale geschwenkt, sodass zusätzlich eine Querbelastung entsteht. „Wir brauchten in dieser Anwendung einen Greifer, der die unterste Scheibe im Magazin greifen kann, sprich sehr lange Finger und zugleich in der Mitte eine Aussparung hat, um den Pin unterzubringen“, erläutert Paul Unglaub.

Der Konstruktionsleiter Sebastian Glas musste also einen Greifer finden, der den auftretenden Längs- und Querkräften zuverlässig standhält. In enger Abstimmung mit Schunk wurde die außerordentliche Länge der Greiferfinger individuell berechnet. Unglaub: „Als dann klar war, dass es mit dem PGN-plus-P 200 funktioniert, haben wir mehrere reale Tests gefahren, um sicherzugehen, dass nichts übersehen wurde.“ Mittlerweile sind zwei baugleiche Roboterzellen installiert, die prozessstabil Spannpakete zum Härten von Schleifscheiben montieren.

Vielseitiges Dreifachgreifsystem

In der Anwendung von Preccon Robotics ist der vielzahngeführte Greifer PGN-plus-P gleich doppelt verbaut:

  • Einmal in der Baugröße 200 mit langen Greiferfingern zur Handhabung der Böden und Deckel sowie der Aluscheiben, wobei ein Untergreifsystem und ein Niederhalter sicherstellen, dass die Werkstücke auch bei rasanten Beschleunigungen und Bremsvorgängen sicher gegriffen bleiben.
  • Zum anderen wird der Greifer in der Baugröße 100 zur Handhabung der kombinierten Pins und Böden eingesetzt – staubdicht und mit mechanischer Greifkrafterhaltung.

Ergänzt werden die beiden pneumatisch angetriebenen Universalgreifer durch einen flexibel gelagerten Schunk-EGM-Magnetgreifer, der das Handling der Pins übernimmt. Diese stehen als Schüttgut in Kisten bereit und werden vom EGM-Magnetgreifer ohne Einsatz eines Vision-Systems nach dem Zufallsprinzip angefahren. Ein Magnetschalter meldet, wenn der Greifer auf einen Widerstand trifft, woraufhin der EGM über einen kurzen Stromimpuls aktiviert wird.

Eine Ausgleichseinheit verhindert, dass es bei dem Picking-Prozess zu Schäden kommt. Beim Anheben erfasst ein Wiegesystem, ob ein Pin, kein Pin oder zwei Pins gegriffen wurden. Werden zwei Pins detektiert, legt der Roboter die Teile wieder in der Kiste ab. Wird kein Pin detektiert, verändert der Roboter die Position des Greifsystems und fährt erneut bis auf Anschlag.

Hohe Haltekraft auf kleinem Raum

Der digital ansteuerbare, Monopol-Magnetgreifer Schunk EGM-M eignet sich zur Handhabung von Lasten bis 18 kg (horizontale Magnetfläche) beziehungsweise 7 kg (vertikale Magnetfläche). Wie bei allen Magnetgreifern hängen die individuellen Haltekräfte von der Beschaffenheit der Werkstückoberfläche, vom Werkstoff sowie von der Werkstückgeometrie ab. Da die Magnetfläche der Greifer bis zum äußeren Rand reicht, ist keinerlei Störkontur zu berücksichtigen, was sich gerade beim hier realisierten Griff in die Kiste auszahlt.

Wie alle Schunk-Magnetgreifer der Baureihe EGM arbeitet auch dieser Monopol-Greifer mit energieeffizienten Elektropermanentmagneten, die weder Druckluft noch Vakuum benötigen. Lediglich zum Aktivieren und Deaktivieren ist für die Dauer von 300 ms ein kurzer Stromimpuls nötig. Da in aktiviertem Zustand keinerlei Energiezufuhr erforderlich ist, bleiben die Teile auch bei einem Not-Aus oder einem plötzlichen Stromausfall zuverlässig gegriffen.

Schunk GmbH & Co. KG

schunk.com

Bahnhofstr. 106 – 134

D-74348 Lauffen/Neckar


Mit veränderter Vielzahnführung kann der Universalgreifer PGN-plus-P bei gleicher Baugröße noch höhere Momente aufnehmen, längere Finger einsetzen und schwerere Bauteile handhaben.
Bild: Schunk

Megaseller überarbeitet

Vor rund zwei Jahren hatte Schunk seinen damaligen Megaseller PGN-plus grundlegend überarbeitet. Mehr Leistung bei gleicher Baugröße war das Ziel, das im PGN-plus-P realisiert wurde.

Mittlerweile hat Schunk damit eine komplette Greiferlinie aufgebaut, von Baugröße 40 mit einer Greifkraft von 180 N bis Baugröße 380 mit bis zu 20400 N. Im Kern ging es darum, mit der höheren Leistungsdichte das Gewicht am Tool-Center-Point zu reduzieren und eine höhere Performance in der Großserienproduktion zu ermöglichen.

Hauptmerkmal des Universalgreifers ist die veränderte Vielzahnführung, bei der das Stützmaß zwischen den sechs lasttragenden Schultern um bis zu 40 % vergrößert wurde. Zusätzlich wuchs die Fläche des Ovalkolbens um rund 15 %. Auch die große Schrägzugfläche des Keilhakenantriebs wurde nochmals vergrößert, was den Verschleiß minimiert und die Prozesssicherheit erhöht. Umlaufende Schmierstofftaschen an der patentierten Vielzahnführung gewährleisten darüber hinaus, dass die Gleitflächen kontinuierlich benetzt werden und die Greifer unter sauberen Einsatzbedingungen lebenslang wartungsfrei arbeiten.

Mit der neuesten Version ist es möglich, bei gleicher Baugröße noch höhere Momente aufzunehmen, längere Finger einzusetzen und schwerere Bauteile zu handhaben. Alternativ können kleinere Greifer eingesetzt werden, die aufgrund ihres geringeren Gewichts Vorteile für die Performance der Gesamtanlage bieten. Vor allem in Extremanwendungen zahlt sich die hohe Leistungsdichte des Greifer-Flaggschiffs aus.

Große Optionsvielfalt

Aber auch weniger spektakuläre Anwendungen profitieren: Unter Normalbelastung minimiert die überarbeitete Konstruktion auch hier den Verschleiß und erhöht die Lebensdauer. Dauerlaufversuche belegen, dass gerade in puncto Lebensdauer ein deutlicher Vorsprung am Markt erarbeitet werden konnte. Zyklenzahlen im mittleren siebenstelligen Bereich sind mit dem PGN-plus-P keine Seltenheit. Noch wichtiger aber ist aus Anwendersicht die hohe Prozesssicherheit der Module, die einen entscheidenden Beitrag zu einem störungsfreien Anlagenbetrieb leistet.

Bemerkenswert ist auch die Ausstattungsvielfalt der PGN-plus-P Familie. Für jede Anforderung lässt sich der passende Greifer konfigurieren. So hat Schunk serienmäßig Möglichkeiten zum Anschrauben sowie zum Anbringen von Abstützungen oder Zentrierungen vorgesehen. Ein mittig platzierter Sperrluftanschluss gewährleistet, dass sich die Sperrluft gleichmäßig im Inneren des Greifers verteilt. In verschmutzten Umgebungen wird damit verhindert, dass kleinste Partikel in die Greiferführung eindringen, was einen erhöhten Verschleiß zu Folge hätte. Darüber hinaus umfasst das Programm standardisierte Hochtemperatur-, Korrosionsschutz-, Staubdicht-, ATEX- und Präzisionsversionen. Auf Wunsch sind die Module zusätzlich mit Federsicherung zur mechanischen Greifkrafterhaltung und mit Kompensationseinheiten zum Ausgleich von Winkelfehlern erhältlich.

Ebenso beeindruckend ist das Sensorprogramm: Es reicht von induktiven Näherungsschaltern mit besonders einfach einstellbaren Schaltnocken über komplett integrierbare elektronische Magnetschalter und flexible Positionssensoren zur Detektion von bis zu fünf Positionsbereichen bis hin zu hochauflösenden Analogsensoren, die Messgenauigkeiten von bis 0,03 mm ermöglichen. Für den Einsatz in Maschinen, in beengten Applikationen oder in widrigen Umgebungen, wo Kabel die Prozessstabilität gefährden würden, bietet Schunk zudem spezielle Funksensoren an, die den Hub der Greiferbacken kabellos abfragen..

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