Grip big! Greifsysteme für große Aufgaben

Standardisierte Schwerlastsroboter mit sechs Achsen erreichen heute bereits Traglasten von mehr als 1.300 Kilogramm. Die Giganten eignen sich besonders für Einsätze in der Baustoff-, Automobil- oder Gießereiindustrie. Beim Bau von Windkraftanlagen können sie Hohlräder, Lager und Naben handhaben.

Sie palettieren Granitplatten, heben im Automobilbau komplette Karosserien oder handhaben Fertigteile aus Beton. Experten gehen davon aus, dass künftig statt Hallenkränen zunehmend Schwerlastroboter eingesetzt werden. Denn sie arbeiten flexibel, präzise und bei Bedarf sogar vollautomatisiert und mannlos rund um die Uhr.

Mit hoher Taktrate platzieren sie schwere Teile am definierten Ort – ohne riskante Pendelbewegungen und ohne Gefährdung der Arbeiter beim Transport. In der Linie können Schwerlastroboter teilweise Hubeinrichtungen oder Shuttles ersetzen. Damit die Kraftpakete die Anlagen effektiv nutzen, benötigen sie entsprechend ausgelegtes Zubehör, das die gewaltigen Kräfte und Momente aufnimmt und zugleich möglichst effizient arbeitet.

Für den Fanuc M-2000iA/1200 hat Schunk einen servogetriebenen Schwerlastgreifer entwickelt, der es bei einem Hub von 100 Millimeter pro Finger auf eine Greifkraft von 23.000 Newton bringt. Mit ihm lassen sich Teile bis 700 Kilogramm handhaben. Die Steifigkeit des Greifers und seiner Backen wurde mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) so optimiert, dass selbst bei hoher dynamischer Belastung keine unzulässigen Kräfte auftreten.

Gleichzeitig wurde überschüssiges Material konsequent entfernt. Bei einem Gewicht von gerade einmal 350 Kilogramm ist der Greifer allen denkbaren Belastungen gewachsen. Er sorgt für größtmögliche Sicherheit und ermöglicht durch konsequenten Leichtbau eine größtmögliche Zuladung. Das zukunftssichere Greifsystem kann mit unterschiedlichen Elektromotoren angetrieben werden.

Der Antrieb erfolgt über ein zentral angeordnetes Trapezgewinde, das die Kraft gleichmäßig und genau auf die rollengeführten Grundbacken überträgt. Zum Betrieb wird der Greifer als siebte Achse in die Steuerung des Roboters integriert. Das erspart zusätzliche Hardware und verhindert Kompatibilitäts- und Integrationsprobleme. Über spezielle Haftkissen in den Greiferfingern passt sich der Schwerlastgreifer an unterschiedliche Werkstückgeometrien an.

So sind auch Teile mit großen Toleranzen sicher handhabbar. Eine mechanische Greifkrafterhaltung ist integriert. Mittlerweile bietet Schunk den Schwerlastgreifer SLG auch als standardisiertes Modul an. Der Hersteller setzt für Schwerlastgreifsysteme auch das Nullpunktspannsystem Vero-S ein, das eigentlich für den hochpräzisen Werkstückwechsel in Werkzeugmaschinen verwendet wird. Basis sind pneumatisch betätigte Spannmodule aus Edelstahl. Sie dienen als Aufnahme für einen oder mehrere Spannbolzen, die direkt in die Schwerlastteile, in Spannmittel oder seitlich in Spannpaletten eingeschraubt werden. Über radial angeordnete Spannschieber im Nullpunktspannmodul werden die Bolzen eingezogen und verriegelt; dies erfolgt mechanisch über ein Federpaket, ist selbsthemmend und formschlüssig.

Dabei werden Einzugskräfte bis 40.000 Newton und Haltekräfte bis 75.000 Newton erreicht – genug, um auch schwere, bewegte Teile absolut sicher zu halten. Im Gegensatz zu anderen Nullpunktspannsystemen muss hier während der Handhabung keine Druckluft anliegen; die Werkstücke bleiben auch dann sicher gespannt, wenn der Druck im Luftsystem plötzlich abfallen sollte. pb