Handhabungstechnik

Der manipulierende Greifer

Was Effektoren noch können

Im nichttechnischen Bereich steht der Begriff „Manipulator“ am ursprünglichsten für einen Zauberkünstler, dessen Kunststücke vorwiegend auf seiner Fingerfertigkeit beruhen. Zwar hat man schon Karten spielende anthropomorphe Roboter gesehen (Sarcos), aber raffinierte Kartentricks liegen doch noch jenseits des Möglichen. Neue Möglichkeiten ergeben sich aber in der Handhabungstechnik, wenn man einem Standard-Klemmgreifer noch eine Handachse –linear oder drehend- zubilligt, entweder integriert oder kombiniert. Das ist zwar nicht unbedingt neu, aber die sich daraus ergebende Beweglichkeit birgt oft noch ungenutzte Rationalisierungseffekte.

Band- und Streifenzuführung

Es fehlt nicht an Herstellern von Bandzuführgeräten. Trotzdem kann es im Sondermaschinenbau interessant und kostengünstig sein, eine solche Zuführvorrichtung aus den Komponenten eines Baukastensystems zusammenzusetzen. Die Komponenten sind tausendfach erprobt und bieten eine verlässliche technische Basis. In Bild 1 wird eine solche Vorschubeinrichtung vorgestellt. Man hat Greifer und Lineareinheit zu einer Vorrichtung verschmolzen.

Die Vorschublänge stellt man mit Anschlägen an der Lineareinheit ein. Rechts und links packen jeweils pneumatische Parallelbackengreifer das Band mit festem Griff. Alle Komponenten der Vorrichtung werden in diesem System durch Klemmung zusammengehalten. Es muss nichts verbohrt werden, man kann jederzeit den Aufbau nachjustieren und alles ist schnell montiert. Eine Verschiebefestigkeit der geklemmten Bauteile von 400 Newton ist völlig ausreichend.

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Hat man es mit größeren Vorschublängen zu tun oder ist der Ablauf zeitkritisch und muss das Band beim Rückhub der Lineareinheit festgehalten werden, dann wäre eine wechselseitig intermittierende Vorrichtung besser geeignet. Sie wird in Bild 2 im Prinzip dargestellt.

Man sieht, dass sich hier zwei unabhängige Lineareinheiten in die Gesamt-Vorschublänge teilen können, wenn notwendig. Es wurden handelsübliche kolbenstangenlose Pneumatikzylinder eingesetzt. Sie bewegen Standard-Parallelbackengreifer. Während des Rücklaufs auf der einen Seite klemmt der Greifer das Band auf der anderen Seite. In der Klemmphase führt überdies die technologische Einrichtung eine Arbeitsoperation aus. Im Diagramm sieht man, wie die Greifer (G1, G2) und die Linareinheiten (L1, L2) über die Zeit eines Arbeitsspieles anzusteuern wären. Aus technologischen Gründen erforderliche Wartezeiten sind hier noch nicht mit eingeplant. Die gesamte Einheit kann übrigens fast zu 100 % aus Kaufteilen erstellt werden. Setzt man außerdem einen der beiden Antriebe auf einen verstellbaren Schlitten, dann wäre auch eine Umstellung auf verschiedene Bandbreiten möglich.

Umorientieren von Werkstücken

Viele Greiferhersteller statten ihre Greifer bereits mit einer Handdrehachse aus oder stellen zumindest kompatible Dreheinheiten bereit. Damit steigt der Greifer zu einer 1-Achs-Handhabungseinrichtung auf, wie man sie in Bild 3 sehen kann.

Es wird ein Winkelgreifer eingesetzt, bei dem jeder Finger um 90° öffnen kann. Dadurch spart man eine Kurzhubachse, die sonst den Greifer zum Objekt bewegen müsste. Greifermitte und Drehachse sind zueinander versetzt, damit das Werkstück störungsfrei über dem Förderer gedreht werden kann. Bei größeren und schweren Teilen wird man auf der Gegenseite eine zweite Greifer-Drehmodul-Einheit installieren.

Greifer als Spannvorrichtung...

Eine solche Verwendung liegt nahe und es gibt dafür ja auch Einsatzfälle. Man kann zum Beispiel innerhalb einer Förderstrecke einen Bohrvorgang unterbringen. Das wird in Bild 4 als Schema gezeigt. Nicht jeder Greifer ist aber gegen Späne und Hilfsstoffe ausreichend gut geschützt. Man muss sich vorher informieren.

Die Greiferbacken sollten breit und die Greifkraft groß sein. Auch für diese Anwendung ist ein Winkelgreifer günstig, weil er im geöffneten Zustand den Einlauf der taktweise bewegten Teile nicht behindert. Als Transportmittel kann beispielsweise ein Zahnriemen verwendet werden, der mit geeigneten Werkstückaufnahmen bestückt ist. Mit dieser Lösung gelingt es, eine Weitergabestrecke mit einer Bearbeitungsoperation nutzbringend anzureichern.

...und jetzt als Werkzeugträger

Das Bild 5 zeigt einen Winkelgreifer, mit dessen Greifbacken er an einer Welle passenden Durchmessers andocken kann. Die Greifbacken sind zusätzlich mit einem Düsenblock ausgerüstet, der mit etwas Abstand zur Welle positionsgenau und gleichmäßig am Point-of-Presence Flüssigkeiten, Fette, Öle, Silikone, Dichtstoffe oder Pasten wohldosiert aufträgt.

Die Aktion wird im Beispiel als Punktauftrag ausgeführt. Es sind aber auch konstruktive Lösungen für den Flächen- oder Konturzug-Auftrag machbar. Außerdem ist das Gerät als mobiles Handgerät und auch als Baueinheit für automatisierte Anlagen gestaltbar.Stefan Hesse

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