Mechatronischer Greifer für Kunststoffteile-Handling

Die Guten ins Töpfchen

Ein Parallelgreifer von Gimatic sorgt an der Schnittstelle von der Maschine zur Palletiereinrichtung dafür, dass Gutteile in die Palette kommen - sauber, sanft und ohne Druckluft.

Knickarmroboter an der Schnittstelle Maschine-Transportband mit Parallelgreifer MPPM 1606 von Gimatic. (Foto: Gimatic)

Bei der Fertigung einer Entnahme- und Palettiereinrichtung für die Herstellung von Spritzgussteilen hatte das Unternehmen Waldorf im baden-württembergischen Engen die Maßgabe zu erfüllen, keine Druckluft im produktberührenden Bereich zu verwenden, da Druckluft als potenzieller Verunreinigungsfaktor gilt und deshalb in Reinräumen unerwünscht ist. Der Spezialist von Highspeed-Automation für Spritzgießproduktionen baut vor allem Maschinen für die Reinraumproduktion. Mit einer hohen Fertigungstiefe bis 80 Prozent liefert das Unternehmen Maschinen für die Medizin- und Pharmatechnik sowie für Lebensmittelverpackungen. Hier entstehen für die Reinräume in aller Welt schnelle Entnahmesysteme mit kürzesten Eingriffszeiten vom Konzept bis zur kompletten Anlage. Bei einer Einheit für die Entnahme und Palettierung von Kunststoff-Spritzgussteilen, die später Wirkstoffe von Medikamenten dispensieren, sorgt nun ein Parallelgreifer MPPM 1606 von Gimatic an einem kleinen Knickarmroboter an der Schnittstelle von der Maschine zur Palletiereinrichtung dafür, dass die Gutteile in die Palette kommen, die zu überprüfenden Teile auf der dafür vorgesehenen medical-typischen QS-Ablage platziert sowie die Schlechtteile aussortiert werden.

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Vorsichtige Handhabung empfindlicher Teile

Ein Achtfachgreifer holt zunächst die Produkte aus dem Spritzgießwerkzeug. Das zu handelnde Kunststoffteil enthält ein kleines Stahlröhrchen, das über ein spezielles Verfahren des Endkunden eingebracht wird. Das diffizile Teil muss vorsichtig gehandhabt werden, damit es nicht beschädigt wird. Der Greifer erhält ein Signal von der Steuerung, wo das jeweils zu entnehmende Teil abgelegt werden soll. Wichtig dabei ist es, dass kein Ausschuss in die Palette der Gutteile gerät und letztlich alle Plätze dort belegt werden. "Wir sprechen hier von einem Achtfach-Werkzeug mit einer Zykluszeit von fünfzehn Sekunden", umschreibt Christian Boos, Technischer Leiter bei Waldorf Technik, die Kennzahlen der Anlage. Das heißt, alle 15 Sekunden kommen acht Teile aus der Maschine. "Auch wenn das keine Hochleistungsanwendung ist, stellt es für das Produkt selbst eine High-End-Anwendung dar. Wir fertigen hier allerdings auch Anlagen, die alle fünf Sekunden 64 Teile herausbringen", so Boos. Dieser Wert bilde nachher die Grundlage für die Leistungsbetrachtungen der Einrichtung und die weiteren Anbauteile.

Elektrogreifer mit Edelstahlbacken

Die Vorgaben des Kunden sind eindeutig umschrieben: Da Druckluft ein potenzieller Verunreinigungsfaktor ist, ist sie in Reinräumen unerwünscht. Zudem ist das Produkt schonend zu handhaben. Es wird von innen gegriffen und damit in dem Bereich, der später den Wirkstoff enthält. Waldorf setzt hier einen Elektrogreifer mit Edelstahlbacken ein. Die Auswahl des Parallelgreifers MPPM 1606 war eine konstruktive Entscheidung aufgrund der geforderten Produkt-Sensibilität, Präzision, Reinraumtauglichkeit und anderer Kundenanforderungen. Die Gimatic-Greifer arbeiten alle nach dem Plug-&-Play-Prinzip, sind leicht und kompakt. Durch eine Greifkraftsicherung wird der Greifer nur bestromt, wenn er sich bewegt. Auch im unbestromten Zustand hält er zuverlässig sein Transportgut. Die Motor-Kontroller-Karte schaltet den Motor bei einer zuvor definierten Stromaufnahme ab. Dies geschieht immer dann, wenn der Greifer gegriffen hat - und zwar unabhängig vom absoluten Verfahrweg. Über die integrierte Feder wird die Kraft gehalten, das Getriebe ist selbsthemmend, so dass der Greifer sich selbst nicht lösen kann, erklärt Lörcher das Funktionsprinzip der Greifkraftsicherung. Die Vorteile gegenüber druckluftbetriebenen Greifern sind zudem sowieso nicht von der Hand zu weisen. Zu den bereits erwähnten kommen noch die Ansteuerung durch nur eine Leitung und die direkte Signalverarbeitung der Ventilansteuerung.

Mechatronik nicht teurer als Pneumatik

Bei der Qualitätsbetrachtung der zu fertigenden Teile wird schnell klar, dass die Sensibilität beim Thema Greifer wesentlich ist, denn beim Handling der empfindlichen Kunststoffteile dürfen keine Produktbeschädigungen auftreten. Der MPPM 1606 biete Qualitätsvorteile, Produktionssicherheit und Ausschussreduzierung für diese konkrete Anwendung, die besonders pneumatische Greifer nicht leisten können. Gerade in der Medizintechnik sind die Vorgaben zur Vermeidung von Produktbeschädigung sehr hoch und eindeutig: Es darf keine Fehler geben! Auch der Kostenaspekt spricht für die elektrischen Greifer, wenn die Gesamtkosten betrachtet werden: Bei pneumatischen Bauteilen sind mehr Teile zu beschaffen, der Prozess bis zum Einbau ist aufwendiger, und auch der Einbau an sich erfordert mehr Ressourcen. All diese Kosten müssen zum Stückpreis hinzugerechnet werden.    pb

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