Die richtige Wahl

Auch wenn die pneumatischen Systeme Studien zufolge den Markt mit gut 70 Prozent anführen, erfahren mechatronische Greifer immer mehr Zuwachs. Vor allem im Werkzeug- und Maschinenbau sowie in den Bereichen Medizintechnik und Food übernehmen sie immer mehr Greifaufgaben.

SMW-Autoblok ist spezialisiert auf die Entwicklung und Fertigung mechanischer und mechatronischer Spannsysteme für das Handling von Werkstücken. Mit seiner jüngsten Produktreihe Motiact zeigt das Unternehmen, wie es diese Aktoren mit neuen Eigenschaften ausstattet und dadurch die Effizienz und Sicherheit insbesondere im Bereich des End-of-Arm-Tooling weiter steigern kann.

Baugrößen für unterschiedliche Anforderungen

2023 brachte der Hersteller seine Produktreihe Motiact auf den Markt. Mit drei Varianten mechatronischer Zweifingergreifer bedient sie die typischen Größenanforderungen unterschiedlicher Branchen: Der MX-S ist mit seiner kompakten Bauweise vor allem für Pick&Place-Aufgaben sowie für industrielle Cobot-Anwendungen geeignet. Mit 2x8mm Hub und einer Kraft von 200N kann er Werkstücke von bis zu 1kg bewegen. Die mittlere Größe MX-M ist ein Universalgreifer mit ebenfalls 2x8mm Hub. Mit 1.200N bewegt er Objekte von bis zu 6kg. Für das Handling von Großteilen komplettiert der MX-L als Langhubgreifer die Reihe. Sein Hub beträgt 2x99mm. Für das Greifen bringt er 10.000 bis 40.000N auf und spannt Werkstücke mit 200kg empfohlenem Maximalgewicht.

Absolutes Wegmesssystem integriert

Im Fokus der Entwicklung lag die Steuerung der mechatronischen Greifer, um damit ihre Funktionalität zu erhöhen. Als Herzstück fungiert ein hochgenaues, absolutes Wegmesssystem, das in jeder der drei Größen integriert ist. Eine gesonderte Installation oder das Hinzufügen einer Zusatzkomponente für die Positionierung ist damit nicht nötig. Mittels des Wegmesssystems lassen sich die mechatronischen Greifer präzise und flexibel positionieren. Sie erzielen eine Wiederholgenauigkeit von 0,01 bis 0,02mm.

Greifer, die sich flexibel ansteuern lassen, können ihre Position genau auf das jeweils zu greifende Werkstück, seine Form und Stabilität anpassen. Die Positionierung erfolgt dabei nahtlos, also ohne den Umweg über die Endlage des Greifers. Für Produktions- oder Bearbeitungsprozesse bedeutet das schnellere Abläufe mit einer höheren Effizienz und mehr Sicherheit.

Auch der Faktor Kraft lässt sich variabel steuern. Anwender können die Greifkraft unabhängig von der Greifgeschwindigkeit und dem Hub einstellen. Die Greifer können damit die volle Kraft nutzen, ohne den vollen Hub zu verfahren. Die Einstellung der Greifkraft selbst erfolgt dabei sensitiv. Das heißt, sie ist in feinen Abstufungen skalierbar. Für Anwender ergibt sich somit bei der flexiblen Handhabung unterschiedlicher Werkstücke ein deutlicher Vorteil gegenüber bisherigen Greifermodellen; bei diesen sind häufig vordefinierte Greifprofile abrufbar, die in der Regel nur wenige Abstufungen zwischen ‚Auf‘ und ‚Zu‘ erlauben.

Kraft und Position bleiben erhalten

Im Zusammenspiel der flexiblen, genauen Steuerung von Kraft und Positionierung ergeben sich weitere Vorteile. Sollte es zu einem Energieausfall kommen, behält der Greifer seine letzte Position bei. Eine Referenzfahrt zur Positionsermittlung ist nicht nötig. Das gleiche gilt für die zuletzt aufgewandte Kraft, die mittels Greifkrafterhalt und durch mechanische Selbsthemmung des Antriebs bzw. einer Motorbremse vollständig erhalten bleibt. Das spart zum einen Prozesszeit, zum anderen erhöht es die Prozesssicherheit. Denn ein Werkstück bleibt somit auch bei Energieausfall sicher gegriffen. Ein Aspekt, der insbesondere in Prozessen mit zerbrechlichen oder sensiblen Produkten gefragt ist, z.B. im Probenhandling in der Medizintechnik.

Die Greifer werden über die gängigen Kommunikationsprotokolle IO-Link bzw. Profinet in das Automationssystem eingebunden. Sie sind je nach Modell geschützt nach IP40, IP64 oder IP67 und damit für die Produktionsbedingungen verschiedener Branchen passend ausgerüstet. Zusätzlich bieten die mechatronischen Greifer ein hohes Maß an Energieeffizienz. Sie benötigen allein dann Energie, wenn sie tatsächlich bewegt werden.

Systemintegration ohne Kabel

Für die Versorgung mit Energie und den Austausch von Signalen hat der Hersteller ebenfalls eine eigene Lösung entwickelt, die die Aktoren in das Automationssystem der digitalen Fabrik einbindet. Ergebnis der Entwicklungsarbeit ist ein induktives Koppelsystem, das komplett auf Kabel, Stecker oder Schleifringe verzichtet. Es ermöglicht eine berührungslose Übertragung von Energie und Signalen zwischen Roboterarm und Greifer. Letztere werden berührungslos über einen Luftspalt verschleiß- und wartungsfrei sowohl an das jeweilige Bussystem als auch an die Energieversorgung angebunden. Dadurch wird eine endlose Rotation in beide Richtungen möglich.