{"id":1638,"date":"2022-09-19T10:32:13","date_gmt":"2022-09-19T08:32:13","guid":{"rendered":"https:\/\/linmot.com\/de\/?p=1638"},"modified":"2023-05-15T13:59:58","modified_gmt":"2023-05-15T11:59:58","slug":"linearmotoren-ermoeglichen-innovation-bei-robotergreifern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/linmot.com\/de\/blog\/linearmotoren-ermoeglichen-innovation-bei-robotergreifern\/","title":{"rendered":"Linearmotoren erm\u00f6glichen Innovation bei Robotergreifern"},"content":{"rendered":"

Mit dem Wechsel von Pneumatikzylindern zu Linearmotoren ist es dem Maschinen- und Anlagenbauer Keller HCW gelungen, eine Innovation bei universell einsetzbaren Robotergreifern mit hoher Nutzlast zu entwickeln, die selbst empfindliche Produkte sicher und schonend greifen, vereinzeln und versetzen k\u00f6nnen. Die elektrischen Direktantriebe sind dabei nicht nur f\u00fcr die hohe Flexibilit\u00e4t des Greifers verantwortlich, sondern garantieren auch eine Wiederholgenauigkeit, Dynamik, Pr\u00e4zision und nicht zuletzt eine Energieeffizienz, wie sie sich mit Pneumatikantrieben nicht erreichen l\u00e4sst.<\/strong><\/p>\n

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Der von Keller HCW entwickelte Robotergreifer mit Linearmotoren ist universell einsetzbar und kann selbst empfindliche Produkte sicher und schonend greifen und vor dem Absetzen gruppieren. (Bildquelle: Keller HCW)<\/p>\n

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Hohlziegel, Trinkgl\u00e4ser, Katzenfutterpackungen, Biberschw\u00e4nze, Taschent\u00fccherpackungen, Tennisb\u00e4lle \u2013 der neue Robotergreifer von Keller HCW<\/a> handhabt sie alle sicher und mit der optimalen Kraft. Das hat der Maschinen- und Anlagenbauer j\u00fcngst mit einem Demonstrationsaufbau bewiesen, der auf der Automatica in M\u00fcnchen f\u00fcr gro\u00dfe Aufmerksamkeit gesorgt hat. Die Robotergreifer von Keller HCW bew\u00e4hren sich seit Jahren in Ziegeleien und anderen Betrieben der grobkeramischen Industrie. Sie werden dort zum Beispiel eingesetzt, um noch ungebrannte Ziegel (Formlinge) zu greifen und mit einem bestimmten Abstand abzulegen, der einen optimalen Trocknungs- und Brennprozess garantiert. Zugef\u00fchrt werden die Ziegel dem Greifer auf einem kontinuierlich laufenden Transportband in Form einer konsolidierten Stange aus etwa 20 bis 30 Rohlingen. Der Greifer erfasst die komplette Stange, bringt die einzelnen Ziegel w\u00e4hrend der Roboterbewegung auf den optimalen Abstand und setzt sie dann als Gruppe wieder auf speziellen Tr\u00e4gern oder Transportb\u00e4ndern ab. \u201eDie Herausforderung dabei ist, dass die Festigkeit der Formlinge variieren kann und wir daher nur mit einer begrenzten Greifkraft und Ann\u00e4herungsgeschwindigkeit fahren k\u00f6nnen. Zudem steht nur ein begrenztes Zeitfenster zur Verf\u00fcgung, in dem die Ziegel vom weiterlaufenden Zuf\u00fchrtransportband gegriffen werden m\u00fcssen\u201c, erl\u00e4utert Dipl.-Ing. Reinhold Ungruhe, Leiter Automatisierung und Elektrotechnik bei der Keller HCW GmbH. Bis dato werden f\u00fcr das Vereinzeln der Ziegel, aber auch andere Handlings-Vorg\u00e4nge in der grobkeramischen Industrie, vorwiegend Robotergreifer eingesetzt, die mit pneumatischen Antrieben arbeiten.<\/p>\n

Verstellwege bisher durch Pneumatik auf 10 mm begrenzt
\n<\/strong>Wegen der begrenzten H\u00fcbe bzw. der vergleichsweise langsamen Verstellgeschwindigkeit der Pneumatikzylinder d\u00fcrfen die Verstellwege aber nicht mehr als 10 mm betragen. Das ist dann von Nachteil, wenn unterschiedliche Ziegelformen und -formate \u00fcber die gleiche Linie laufen, wie das inzwischen immer h\u00e4ufiger der Fall ist. So ist es heute in entwickelten Industriel\u00e4ndern durchaus \u00fcblich, dass die paar Tausend Ziegel einschlie\u00dflich der erforderlichen Sonderziegel (wie Ortgang- und Firstziegel), die f\u00fcr ein Hausdach ben\u00f6tigt werden, kundenspezifisch in einer Charge auf einer Linie produziert werden.<\/p>\n

In der Praxis bedeutet dies bislang, dass die Ziegeleien pro Roboter \u2013 meist 6-Achs-Roboter \u2013 oft mehrere Greifer anschaffen und jeweils im Wechsel einsetzen, um alle Formate und Typen abdecken zu k\u00f6nnen. Das bindet aber bei Anschaffungskosten von etwa 50.000 Euro pro Greifer sehr viel Kapital in den Unternehmen. Alternativ besteht f\u00fcr die Anwender die M\u00f6glichkeit, nur einen Greifer pro Roboter anzuschaffen und ihn immer dann umzubauen, wenn dies ein Format- oder Typenwechsel erfordert. Um diese zeitaufw\u00e4ndigen Umbauten f\u00fcr den Anwender zu minimieren, hat Keller einen Hybridgreifer realisiert, bei dem die pneumatisch angetriebenen Greifer mit einem rotativen Servoantrieb verstellt werden, um mehr Ziegelformate und -typen mit ein und demselben Greifer gruppieren zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

Justierung der Pneumatik erfordert Fingerspitzengef\u00fchl<\/strong>
\n\u201eDie Justierung der Pneumatik ist aber in der Praxis recht diffizil\u201c, schr\u00e4nkt Reinhold Ungruhe ein. \u201eAlleine schon deshalb, weil sich die Pneumatikaktoren je nach Umgebungstemperatur unterschiedlich verhalten und daher eine pr\u00e4zise Einstellung des Greifpunkts und der Greifkraft nur bedingt m\u00f6glich ist.\u201c Kondenswasser und andere Verunreinigungen der Druckluft tun ein \u00dcbriges. Au\u00dferdem sind Pneumatikzylinder nicht wartungsfrei: Sie m\u00fcssen z.B. ge\u00f6lt werden. Auch verharzen Dichtungen oder werden gerade bei hohen Arbeitsfrequenzen des Antriebs undicht, so dass der komplette Zylinder gewechselt werden muss.<\/p>\n

Keller ist daher noch einen Schritt weitergegangen und hat einen vollst\u00e4ndig elektrisch angetriebenen Demonstrationsgreifer entwickelt, der frei von diesen Nachteilen ist. Zw\u00f6lf Linearmotoren vom Typ PS01-37Sx120-HP-N von LinMot bewegen die direkt angebauten Greifzangen. Sie zeichnen sich durch einen Maximalhub von 120 mm, eine Maximalkraft von 122 N und eine besonders kompakte Bauweise aus.<\/p>\n

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Der LinMot-Linearmotor<\/a> PS01-37Sx120-HP-N aus der PS01-Serie ben\u00f6tigt wenig Platz und zeichnet sich durch einen gro\u00dfen Hub und eine hohe Maximalkraft aus. (Bildquelle: LinMot)<\/p>\n

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Hohe Dynamik und Wiederholgenauigkeit durch Linearmotoren<\/strong>
\n\u201eLinearmotoren lassen sich pr\u00e4ziser regeln und sind dynamischer als pneumatische Antriebe. Auch k\u00f6nnen sie viel gr\u00f6\u00dfere Verfahrwege in kurzer Zeit bew\u00e4ltigen\u201c, fasst der Spezialist von Keller f\u00fcr Automatisierung und Elektrotechnik die Vorteile zusammen. Das Muster, in dem die Ziegel abgelegt werden, kann \u00fcber die Bedienoberfl\u00e4che der Anlage vorgegeben und auf Knopfdruck gewechselt werden \u2013 ganz ohne zeitaufw\u00e4ndige Umbauten oder Greiferwechsel. Anders als bei pneumatischen Antrieben l\u00e4sst sich dabei auch die Greifkraft direkt regeln. Diese F\u00e4higkeit und der gro\u00dfe Hub in Verbindung mit der hohen Dynamik zeichnen ma\u00dfgeblich daf\u00fcr verantwortlich, dass Hohe Dynamik und Wiederholgenauigkeit durch Linearmotoren der Greifer so universell einsetzbar ist und empfindliche Produkte wie Gl\u00e4ser oder Kartongebinde gleicherma\u00dfen sicher handhaben kann wie robuste Produkte. Die Ansteuerung der Linearmotoren \u00fcbernehmen beim neuen Greifer 12 ProfiNet-Servoregler aus der C1100-Serie von LinMot. Diese wurden speziell f\u00fcr Anwendungsf\u00e4lle konzipiert, in denen Pneumatikzylinder durch Linearmotoren ersetzt werden. Die Regler sind mit einer H\u00f6he von 146mm, einer Breite von 26,6 mm und einer Tiefe von 106 mm sehr kompakt und leicht. \u201eDas ist im Hinblick auf die Nutzlast des Greifers wichtig, da wir die Regler direkt auf dem Greifer platzieren wollten, um die Zahl der durch den Roboter gef\u00fchrten Kabel auf einem Minimum zu halten\u201c, erl\u00e4utert Reinhold Ungruhe. Der Nachteil des zus\u00e4tzlichen Gewichts wird aber in der Regel mehr als Wett gemacht durch den Wegfall von bisher erforderlichen Ventilinseln, Mechanikbauteilen und Sensoriken sowie die h\u00f6here Flexibilit\u00e4t und Wiederholgenauigkeit der elektrischen Antriebe. \u201eF\u00fcr die Serie w\u00fcrde sich zudem auch der Einsatz der LinMot-Multiachsmodule oder der dezentralen Motoren mit integrierter Antriebselektronik des Unternehmens zur weiteren Gewichts und Platzreduzierung anbieten\u201c, f\u00fcgt der Automatisierungsexperte an.<\/p>\n

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Der neue Robotergreifarm von Keller HCW kommt durch den Einsatz von Linarmotoren ohne Pneumatik aus und schont daher die Betriebskosten und die Umwelt (Bildquelle: Keller HCW)<\/p>\n

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Umweltfreundlich und wirtschaftlich<\/strong>
\nIn den entwickelten L\u00e4ndern r\u00fcckt bei den Anwendern noch ein weiterer Aspekt der elektrischen Direktantriebe in den Fokus: Der sparsame Umgang mit Energie. \u201eImmer mehr Hersteller grobkeramischer Produkte entdecken die Energieeffizienz ihrer Produktionen als Unterscheidungsmerkmal und verkaufsf\u00f6rdernden Imagefaktor\u201c, berichtet Reinhold Ungruhe.<\/p>\n

Druckluft passt da nicht ins Bild, geh\u00f6rt sie doch zu den ineffizientesten und damit teuersten Energietr\u00e4gern. Nur etwa 5% der eingesetzten Energie stehen im Aktor als Nutzleistung zur Verf\u00fcgung. Gerade bei schnellen Zylindern ist schon am hohen L\u00e4rmpegel zu h\u00f6ren, dass da sehr viel Energie im direkten Wortsinn verpufft. Die h\u00f6heren Anschaffungskosten f\u00fcr einen elektrischen Antrieb rechnen sich da schnell. Selbst bei konservativer Rechnung amortisiert er sich mit seinem Wirkungsgrad von etwa 97% nach maximal drei Jahren. Kein Wunder also, dass immer mehr Unternehmen bestrebt sind, in ihren Produktionen vollst\u00e4ndig auf Druckluft zu verzichten. So hat Keller j\u00fcngst eine Anlage zum Stopfen von Hohlblocksteinen mit Steinwolle komplett ohne Pneumatik realisiert. \u201eDas gro\u00dfe Interesse, das der Greifer auf der Automatica in M\u00fcnchen geweckt hat, best\u00e4tigt uns in unserer Einsch\u00e4tzung, dass auch viele Branchen jenseits der grobkeramischen Industrie diesem Trend folgen und eine flexible und zuverl\u00e4ssige Greif- und Vereinzelungsl\u00f6sung auf Basis von Linearmotoren suchen\u201c, blickt Reinhold Ungruhe optimistisch in die nahe Zukunft.<\/p>\n

Mehr zu unseren Linearmotoren<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Mit dem Wechsel von Pneumatikzylindern zu Linearmotoren ist es dem Maschinen- und Anlagenbauer Keller HCW gelungen, eine Innovation bei universell einsetzbaren Robotergreifern mit hoher Nutzlast zu entwickeln, die selbst empfindliche Produkte sicher und schonend greifen, vereinzeln und versetzen k\u00f6nnen. 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