Schunk Intec AG: Greifsysteme für Schwerlastroboter

>> Industrieroboter haben mittlerweile eine neue Leistungsklasse erschlossen; sie heben problemlos Gewichte von deutlich mehr als einer Tonne. Damit solch schwere Teile sicher und effizient gehandhabt werden können, müssen auch Greifsysteme und Zubehör auf die hohen Lasten abgestimmt werden. Der Kompetenzführer für Spanntechnik und Greifsysteme Schunk zeigt, wie durchdachte Komponenten und Lösungen für die Schwergewichtsliga aussehen können.

Anbieter zum Thema

Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH

Schwarz AG - Warmpresswerk

Angehrn AG - Umformtechnik

Schunk Intec AG Spann- & Greiftechnik

joe. Standardisierte Schwerlastroboter mit sechs Achsen erreichen heute bereits Traglasten von über 1300 kg. Diese Giganten eignen sich insbesondere für Einsätze in der Baustoff-, Automobil- oder Giessereiindustrie.

Sie palettieren beispielsweise Granitplatten, heben komplette Karosserien oder handhaben schwergewichtige Fertigteile aus Beton. Experten gehen davon aus, dass künftig anstelle von Hallenkränen vermehrt Schwerlastroboter eingesetzt werden. Letztere arbeiten sehr viel flexibler, präziser und bei Bedarf voll automatisiert und mannlos rund um die Uhr. Präzise und mit hoher Taktrate platzieren sie schwere Teile am definierten Ort. Das alles ohne riskante Pendelbewegungen und ohne dass Arbeiter gefährdet werden. Aus Sicht von Matthias Poguntke, Leiter Produktmanagement, Branchenmanagement und Produktmarketing Automation bei Schunk, werden Schwerlastroboter angesichts des wachsenden Kostendrucks im globalen Wettbewerb auch in der Intralogistik wohl eine immer grössere Rolle spielen.

Schwerlastroboter bieten vielfältige Vorteile

«In der Linie können Schwerlastroboter teilweise Hubeinrichtungen oder Shuttles ersetzen und dabei sicherstellen, dass Anlagen effektiv genutzt und Bestände minimiert werden», so Matthias Poguntke. Verglichen mit konventionellen Lösungen verschaffen Schwerlastroboter dem Anwender ein höheres Mass an Prozesssicherheit, Flexibilität und nicht zuletzt auch an Wirtschaftlichkeit. Damit die Kraftpakete all diese Erwartungen erfüllen, brauchen sie entsprechend ausgelegtes Zubehör, das die gewaltigen Kräfte und Momente sicher aufnimmt und zugleich möglichst effizient arbeitet.

Kraftvoll und dennoch leicht

Für den Roboter M-2000iA/1200 von Fanuc beispielsweise hat Schunk einen servogetriebenen Schwerlastgreifer entwickelt, der es bei einem Hub von 100 mm pro Finger auf eine Greifkraft von 23 000 N bringt. Mit ihm lassen sich Teile bis 700 kg handhaben. Die Steifigkeit des Greifers und seiner Backen wurde mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) so optimiert, dass selbst angesichts der hohen dynamischen Belastungen keinerlei unzulässige Kräfte auftreten.

Gleichzeitig wurde überschüssiges Material konsequent entfernt. Bei einem Eigengewicht von lediglich 350 kg ist dieser Greifer allen denkbaren Belastungen gewachsen. Er sorgt für grösstmögliche Sicherheit und ermöglicht dank konsequentem Leichtbau eine hohe Zuladung.

Als siebte Achse in der Robotersteuerung

Das zukunftssichere Greifsystem kann mit unterschiedlichen Elektromotoren angetrieben werden. Der Antrieb erfolgt dabei über ein zentral angeordnetes Trapezgewinde, das die Kraft gleichmässig und präzise auf die rollengeführten Grundbacken überträgt. Zum Betrieb wird der Greifer als siebte Achse in die Steuerung des Roboters integriert. Das erspart zusätzliche Hardware und verhindert Kompatibilitäts- und Integrationsprobleme. Über spezielle Haftkissen in den Greiferfingern passt sich der Schwerlastgreifer an unterschiedliche Werkstückgeometrien an. So sind auch Teile mit grossen Toleranzen sicher zu handhaben. Um das unerwünschte Verlieren der Greifgüter zu verhindern, ist in den Greifer eine einzigartige mechanische Greifkrafterhaltung integriert. Mittlerweile bietet der Hersteller den Schwerlastgreifer SLG sogar als standardisiertes Modul an. Für spezielle Anwendungen entwickelt Schunk auch kundenspezifische Schwerlastgreifer. So hat das innovative Familienunternehmen für eine Stahlhütte einen hydraulisch betätigten Sondergreifer konstruiert, der an den Putzplätzen für Stahlbrammen eingesetzt wird. Zwei Greifer je Putzplatz halten die bis zu 10 m langen und bis 2,8 t schweren Brammen an der Stirnfläche. Um die massigen Werkstücke absolut zuverlässig zu greifen, wurde ein spezielles Federpaket für die Klemmung der Greifposition integriert. Diese Greifkrafterhaltung löst sich erst, wenn eine zusätzliche Hydraulikleitung mit 100 bar Druck beaufschlagt wird. Bei einem Ausfall des Hydrauliksystems wird die Bramme zuverlässig im Greifer gehalten – beste Voraussetzungen also für maximale Prozesssicherheit.

Nullpunktspannsystem fixiert Teile

Immer wieder setzt Schunk für Schwerlastgreifsysteme auch das Nullpunktspannsystem Vero-S ein, das eigentlich für den hochpräzisen Werkstückwechsel in Werkzeugmaschinen verwendet wird. Basis dieses Spannsystems sind pneumatisch betätigte Spannmodule aus Edelstahl. Sie dienen als Aufnahme für einen oder mehrere Spannbolzen, die direkt in die Schwerlastteile, in Spannmittel oder seitlich in Spannpaletten eingeschraubt werden. Über radial angeordnete Spannschieber im Nullpunktspannmodul werden die Bolzen eingezogen und verriegelt. Die Verriegelung erfolgt mechanisch über ein Federpaket, ist selbsthemmend und formschlüssig. Dabei werden Einzugskräfte bis 40 000 N und Haltekräfte bis 75 000 N erreicht – genug, um auch schwere, bewegte Teile absolut sicher zu halten. Im Gegensatz zu anderen Nullpunktspannsystemen muss beim federgespannten Vero-S während der Handhabung keine Druckluft anliegen. Die Werkstücke bleiben auch dann sicher gespannt, wenn der Druck im Luftsystem plötzlich abfallen sollte. Um die Spannmodule zu entriegeln, genügt ein Systemdruck von 6 bar, wie er in jeder Druckluftanlage vorliegt.

Schneller Werkzeugwechsel garantiert

Damit auch bei Schwerlastanwendungen Greifer und andere Werkzeuge zügig gewechselt werden können, hat der Hersteller zudem ein Wechselsystem für Schwerlastroboter standardisiert. Das SWS-L-1210 ist für eine Zuladung von 1200 kg ausgelegt. Es verfügt über drei Verriegelungssysteme und nimmt in allen drei Achsen statische Momente von bis zu 5400 Nm auf. Der Verriegelungszustand des Wechslers lässt sich über integrierte Sensoren abfragen. Zusätzlich sind im Wechselkopf drei so genannte «ready to lock»-Sensoren integriert. Sobald alle drei Sensoren melden, dass der Wechselkopf weniger als 1,5 mm vom Adapter entfernt ist, werden Wechselkopf und Wechseladapter gekoppelt. Zur einfachen Montage am Roboterarm ist der Wechsler mit den Lochbildern für die ISO-Flansche mit einem Durchmesser von 200 und 250 mm ausgestattet. Da die Anschraubflächen der Schnellwechselsysteme SWS-L-510 bis SWS-L-1210 kompatibel sind, können Anwender auch bei Schwerlastanwendungen auf eine Vielzahl von Schunk-Komponenten zurückgreifen, darunter Pneumatik-, Fluid- und Hydraulikmodule, Servo- und Busmodule, Schweissstrommodule sowie Koax- und Lichtleitermodule.

Greifsysteme für wirtschaftliches Schwerlasthandling

Für Matthias Poguntke steht fest, dass Schwerlastroboter künftig an Bedeutung gewinnen werden. «Greifsysteme und Zubehör spielen eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, diese Roboter wirtschaftlich einzusetzen. Daher baut Schunk sein Modulprogramm und seine Kompetenz für Sonderlösungen im Schwerlastbereich weiter aus», so Poguntke. Ein hoher Grad an Modularität, konsequenter Leichtbau und der Mut, auch für schwierige Herausforderungen neue Lösungen zu entwickeln, sollen sicherstellen, dass Anwender die Potenziale des modernen Schwerlasthandlings möglichst umfassend ausschöpfen können. <<

(ID:26906330)