Schnellwechselsysteme

Tempomacher

Schnellwechselsysteme bringen Roboter auf Trab
Greiferwechsel innerhalb weniger Sekunden – Schnellwechselsysteme bringen Flexibilität in Fertigung, Handhabung und Montage. (Foto: Schunk)
Bei Industrierobotern hängen Effizienz, Taktrate und Prozesssicherheit maßgeblich von deren Front-End ab – von Greifern und anderen Werkzeugen sowie von den Schnittstellen dieser Effektoren zum Roboterarm. Mehr Speed in die Produktion bringen moderne Schnellwechselsysteme.

Mit Schnellwechselsystemen lassen sich Greifer, Werkzeuge und andere Effektoren in Sekundenschnelle tauschen. Damit sinken unproduktive Nebenzeiten, die Flexibilität des Roboters und der gesamten Anlage steigt. Während ein geübter Bediener ohne Wechselsystem für den manuellen Tausch eines pneumatischen Effektors zwischen zehn und 30 Minuten benötigt, kann ein Schnellwechselsystem den gleichen Vorgang auf zehn bis 30 Sekunden reduzieren. Diese Systeme sind überall dort sinnvoll, wo regelmäßig auf neue Produkte oder Produktvarianten umgerüstet werden muss, wo für das Handling oder die Bearbeitung unterschiedliche Effektoren nötig sind und wo Ausfallzeiten durch die Wartung von Komponenten und Werkzeugen zu minimieren sind.

Üblicherweise bestehen Schnellwechselsysteme aus zwei Teilen: Einem Schnellwechselkopf, der am Roboterarm montiert ist, und einem Schnellwechseladapter, der mit dem Werkzeug verbunden ist. Beim Wechsel werden beide Teile automatisch oder manuell miteinander gekoppelt und sämtliche elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Durchleitungen miteinander verbunden. Im Idealfall geschieht dies pneumatisch über ein selbsthaltendes Verriegelungssystem und wird von integrierten Sensoren überwacht. Weil über das Schnellwechselsystem die Ausrichtung des Effektors bereits definiert ist, geht keine Zeit für dessen Neujustierung verloren. Bei der Wahl eines Schnellwechselsystems sollten Anwender und Systemintegratoren auf kompakte Abmessungen, ein möglichst geringes Eigenmasse/Kraft-Verhältnis, kurze Wechselzeiten und exakt dimensionierte Energieübertragungsmodule achten. Besonders wirtschaftlich sind modulare Systeme, bei denen je nach Bedarf unterschiedliche Elektronik- und Fluid-Module miteinander kombiniert werden können. Ideal ist es, wenn die Ver- und Entriegelung kräftefrei über ein sogenanntes No-Touch-Locking-System erfolgt, das auch dann eine sichere Verriegelung gewährleistet, wenn zwischen Kopf und Adapter ein Abstand von einigen Millimetern vorhanden ist.

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Weil Industrieroboter immer leistungsfähiger werden und auch Lasten von mehreren hundert Kilogramm handhaben können, gewinnen Schwerlastwechselsysteme an Bedeutung. Sie eignen sich für die Handhabung schwerer Werkstücke sowie für die Arbeit mit gewichtigen Greifern, Saugspinnen, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetriebenen Bearbeitungsspindeln, Nietapplikationen, Schweißzangen oder Bolzenschweißapplikationen mit automatischer Materialzufuhr. Zudem lassen sie sich in der Automobilindustrie zur Montage oder zur Pressenverknüpfung einsetzen. Dank ihrer hohen Belastbarkeit können sie auch für den Aufbau flexibler Fertigungslinien genutzt werden zur Bearbeitung leichter und schwerer Werkstücke im Wechsel.
Auch für mehr Energieeffizienz von Anlagen spielen Schnellwechselsysteme eine Rolle. So können integrierte Mikroventile eine komplette Ventilinsel ersetzen. Bei jedem Takt wird dann nur noch der Kolbenraum des Aktors mit Druckluft gefüllt. Damit lässt sich zum Beispiel bei einem drei Meter langen Zuleitungsschlauch mit Durchmesser vier Millimeter der Luftverbrauch um 90 Prozent senken. Zugleich steigt die Taktrate, weil die Druckluft direkt wirkt. Statt eines Kabel- und Leitungsbündels ist nur noch je eine einzige Leitung für Druckluftzufuhr und Stromversorgung erforderlich. pb

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