Pneumatik Dezentrale Vakuumerzeugung vor Ort verbessert das Materialhandling

Dezentrale Vakuumerzeugung bringt mehr Geschwindigkeit und Flexibilität ins Materialhandling – und das bei niedrigerem Energieverbrauch als bei zentralen Systemen. Erreicht wird das mit Ejektorpumpen, die nicht größer als ein Bleistift sind und direkt an den Sauggreifern von Robotern installiert werden. In der Verpackungstechnik sind sie bereits erfolgreich im Einsatz.

Anbieter zum Thema

Klinkhammer Intralogistics GmbH

Fastems Systems GmbH

OPTENDA GmbH

PIAB Vakuum GmbH

Die „schlanke Fertigung“ ist en vogue. Das zeigt die Automatisierungswelle in der allgemeinen Fertigungsindustrie. Mehr und mehr bringt der Trend zur Automation dagegen Innovationen in der Vakuumtechnik voran. So lassen sich moderne Greifer für das Produkt- und Teilehandling mit herkömmlichen Systemen kaum mehr vergleichen. Ein Hauptgrund dafür liegt in der dezentralen Vakuumerzeugung, die mehr Anwendungsflexibilität bietet und Handlingprozesse beschleunigt – und das bei reduziertem Energieverbrauch (Bild 1).

Wer sich in den Betrieben umschaut, erkennt, dass zentral installierte Vakuumsysteme immer noch stark verbreitet sind. Sie bestehen aus einem zentralen Vakuumerzeuger (Pumpe) und mehreren -anwendern. In vielen Fällen sind diese Vakuumkomponenten über mehrere Meter lange Saugleitungen und Verteiler miteinander verbunden.

Gravierende Nachteile bei zentraler Vakuumerzeugung

Darin liegen gravierende Nachteile, wie die Praxis zeigt. So sind Ausfälle, Störungen des Vakuumflusses und reduzierte Saugleistungen keine Seltenheit. Eine gängige Abhilfe ist, die „alten“ Komponenten durch „neue“ auszutauschen. Über das Prinzip der Vakuumerzeugung wird dagegen noch in wenigen Fällen nachgedacht.

Wirklich moderne Vakuumkonzepte basieren auf dezentralen Systemen. Sie ermöglichen, die Vakuumerzeugung in unmittelbare Nähe der Anwendung zu bringen. Zwei Systemvarianten sind dabei möglich: einerseits ein in Zonen eingeteiltes System, bei dem jede Zone aus Saugnapfgruppen besteht, die zusammenwirken. Andererseits kann die Vakuumerzeugung so dezentral sein, dass jeder Saugnapf von den anderen völlig unabhängig arbeitet.

Vakuum-Ejektorpumpen direkt in das Handlingsystem integriert

Beide Varianten werden bei den modernsten Vakuumsystemen umgesetzt, bei denen die Entwicklung sogar noch einen Schritt weiter gegangen ist. So können Ejektorpumpen direkt ins Handlingsystem integriert werden. Das ist bei der so genannten Coax-Vakuumtechnik möglich, die vom Weltmarktführer für Vakuumtechnik – der Piab Sweden AB, Åkersberga – entwickelt wurde. Herzstück dieser Technik sind Mehrstufen-Vakuumejektorpumpen, die nicht größer als ein Bleistift sind (Bild 2).

Diese extrem leichten und sehr kompakt gebauten Ejektoren lassen sich dezentral – direkt an den Saugpunkten – platzieren. Das führt zu einem sehr viel höheren und störungsresistenteren Saugstrom als beim herkömmlichen Vakuumdesign. Das sehr niedrige Saugprofil der Ejektorpumpen hat zum Beispiel den Vorteil, dass sich Produkte oder Teile leichter sortieren lassen. So können Handlinggerätehersteller und Automatisierungsspezialisten ein bestimmtes Vakuum genau dort erzeugen, wo es benötigt wird und die Pumpen ein integraler Systembestandteil sind (Bild 3).

Integration bietet klare Vorteile

Diese Integration direkt vor Ort hat Vorteile: Sie beschleunigt das Produkt- und Teilehandling bei verringertem Energieverbrauch. Das zeigt die Praxis, zum Beispiel in der Verpackungstechnik. Dort werden aufgrund der Pumpen-Integration am Saugpunkt außergewöhnliche Hochgeschwindigkeits-Anforderungen erfüllt, wie die verkürzten Zykluszeiten in der Materialhandhabung mit Delta-Spider-Robotern deutlich machen. Die Materialaufnahme und -ablage dieser Roboter, die wesentlicher Bestandteil von Verpackungsmaschinen sind, erfolgt in einem komplexen Muster auf unterschiedlichen Ebenen.

Aufgrund dieser Vorteile hat ein Verpackungshersteller die stiftförmigen Pumpen ins Vakuumsystem seiner Maschinen integriert. Zu den Modernisierungsmaßnahmen gehörte auch die Ausstattung der Greifer mit den Saugnäpfen Duraflex von Piab. Damit können sehr unterschiedliche Materialien gegriffen werden, zum Beispiel Wellpappe (Kartons), dünnes Papier, Glas (Gehäuse) und Polyethylenfolien (Blister-Verpackungen).

Beide Maßnahmen verbesserten das Handling und trugen wesentlich dazu bei, dass die Maschinenproduktivität um 128% gesteigert werden konnte – und das bei 20% verringertem Energieverbrauch und deutlich erhöhter Anwendungsflexibilität der Maschinen hinsichtlich der Verpackungsmaterialien.

In Zeiten, in denen es mehr denn je gilt, Abläufe zu beschleunigen bei gleichzeitiger Kostenkontrolle, empfiehlt sich die Anschaffung von Maschinen mit hoher Skalierbarkeit – nach oben und unten – in Bezug auf Durchlaufgeschwindigkeit und zu handhabende Materialien. Nur so lassen sich Produktivität, Betriebskosten und Anwendungsflexibilität in Einklang bringen. Eine dezentrale Vakuumtechnik kann daher beim Materialhandling eine zentrale Rolle spielen. Dabei sollte man immer die Gesamtkosten im Blick haben, damit man einen Maschinenkauf nicht später bereut. MM

Rainer Scharf ist Geschäftsführer der Piab Vakuum GmbH in 61169 Friedberg (Hessen)

(ID:194449)