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Spielfrei vorgespannte Kreuzrollenführungen gewährleisten ein präzises Greifen und nahezu konstante Greifkräfte über die gesamte Fingerlänge. Bild: iStock, Aksonov
Greifen und Schwenken

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Präzise Handhabung

Text: Marcel Nagel, Schunk
Mechatronische Handhabungsmodule punkten gegenüber konventionell angetriebenen Komponenten mit ihrer Vielseitigkeit, Kommunikationsfähigkeit und Energieeffizienz. Eine neue Generation ermöglicht es zudem, die Hochleistungsmontage mit wenigen Handgriffen und ohne zusätzliches Know-how in Betrieb zu nehmen.

Ende vergangenen Jahres erschienen erste Prototypen von mechatronischen Alternativmodulen, die kompakte Linearmodule mit einem wartungsarmen 24V-Lineardirektantrieb realisierten. Verantwortlich für diese Neuerung zeichnete der Hersteller für Spanntechnik und Greifsysteme Schunk. Das Bewegungsprofil der Module lässt sich vollautomatisch an das jeweilige Teilegewicht anpassen und von jedermann einfach bedienen. Die Linearmodulbaureihe Schunk ELP vereinfachte so die Mechatronisierung von Handhabungssystemen.

Um die Linearmodule einzusetzen, sind weder mechatronisches Know-how noch viel Platz im Schaltschrank erforderlich. Der Antrieb und die Steuerung sind vollständig integriert. Automatische Teach-Funktionen übernehmen das Einfahren, sie überwachen den laufenden Prozess und stellen sich bereits nach wenigen Zyklen auf geänderte Teilegewichte ein. Wer bislang pneumatische Komponenten in Betrieb genommen hat, kann dies ab sofort genauso mit mechatronischen Komponenten, ohne dass zusätzlich umfangreiches Know-how vermittelt werden muss. Die Achse wird über Norm-Stecker (M8/M12) angeschlossen. Die Endlage wird mechanisch mit einem Sechskantschlüssel eingestellt und die Ein- beziehungsweise Ausfahrgeschwindigkeit an zwei Drehcodierschaltern unmittelbar am Modul reguliert. Nach zwei bis fünf Hüben ist die automatische Programmierung abgeschlossen, was über eine LED angezeigt wird. Ändert sich das Teilegewicht im laufenden Prozess, passt die Achse ihr Bewegungsprofil bereits innerhalb weniger Hübe automatisch an. Es müssen also weder wie bei pneumatisch gesteuerten Modulen Drosseln eingestellt noch wie bei elektrisch gesteuerten Modulen neue Verfahrsätze aufgespielt werden.

Da die kompakten Einheiten ohne hydraulische Stoßdämpfer auskommen, verringern sich der Inbetriebnahme- sowie der Wartungsaufwand auf nahezu null. Zudem ist ausgeschlossen, dass bei defekten Dämpfern Schäden und lange Ausfallzeiten an der Anlage entstehen. Die elektrischen Achsen verfügen über eine lange Lebensdauer, geringe Betriebskosten, deutlich reduzierte Geräuschemissionen und eine hohe Prozessstabilität. Indem die Ansteuerung über eine digitale I/O erfolgt, ist die Schunk ELP Baureihe mit allen in der Industrie verwendeten Steuerungen kompatibel. Integrierte C-Nuten ermöglichen eine Abfrage der Hubposition über Magnetschalter.

Schnell und mit hoher Greifkraft

Die smarte Achse fügt sich nahtlos in die Reihe der Mechatronikalternativen von Schunk ein. Diese können pneumatische Komponenten mit Minimalaufwand ersetzen. Leistungsfähige Führungsprinzipien, wie die Kreuzrollenführung bei Kleinteilegreifern, sind konsequent auf das Mechatronikprogramm übertragen worden. Das schafft laut Schunk Vertrauen und sorgt für Prozessstabilität. Künftig soll auch der Universalgreifer Schunk PGN-plus als smarte Mechatronikversion angeboten werden.

Der elektrische Kleinteilegreifer Schunk EGP ist flach gebaut und mit einer einfachen Ansteuerung via digitale I/O sowie einer in vier Stufen einstellbaren Greifkraft versehen. Wenn pneumatische Kleinteilegreifer durch elektrische ersetzt werden, kann je nach Anwendung auf Ventilinseln und Pneumatik-Durchleitungen verzichtet werden. Im Vergleich zu pneumatischen Modulen fällt beim elektrischen Kleinteilegreifer der Peak-Wert, also die kurzzeitige Kraftspitze beim Schließen des Greifers, wesentlich geringer aus. In Verbindung mit der einstellbaren Greifkraft lassen sich bei nachgiebigen Teilen Deformationen deutlich minimieren. Verglichen mit am Markt erhältlichen, elektrisch angetriebenen Kleinteilegreifern ermöglicht der Schunk EGP ein hohes Tempo bei gleichzeitig hoher Greifkraft. Bürstenlose und damit wartungsfreie Servomotoren sowie die leistungsfähige Kreuzrollenführung gewährleisten einen hohen Wirkungsgrad.

Greifen und Schwenken in einem

Praktisch bei der elektrischen Greif-Schwenkeinheit Schunk EGS ist vor allem, dass sie elektrisches Greifen und Schwenken auf engstem Raum in einem Gehäuse vereint. Das wartungsarme Modul misst nur 58 mm x 45 mm x 89 mm und ist kaum größer als eine Zigarettenschachtel. Eine patentierte Kopplung des Greif- und Schwenkgetriebes ermöglicht Endlosdrehungen ohne elektrische Schleifdurchführung. Da das Modul ausschließlich mit stationären, bürstenlosen und verschleißfreien 24V-DC-Motoren ausgestattet ist und komplett ohne bewegte Kabel, Schleifringe oder Stoßdämpfer auskommt, erhöht es die Prozessstabilität sowie die Verfügbarkeit von Montageanlagen.

Spielfrei vorgespannte Kreuzrollenführungen gewährleisten ein präzises Greifen und nahezu konstante Greifkräfte über die gesamte Fingerlänge. Die Inbetriebnahme ist einfach gelöst: Sowohl der Drehwinkel als auch die Greifkraft lassen sich unabhängig voneinander direkt am Modul einstellen. Eine Abfrage ist über induktive Näherungsschalter möglich. Angesteuert wird die Greif-Schwenkeinheit digital entweder direkt oder über einen Feldbusverteiler. Auch bei ihr ist die Regelungs- und Leistungselektronik zur dezentralen Ansteuerung der Motoren vollständig integriert.

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