Stabiler Greifer in CFK-Leichtbauweise sorgt für hohen Durchsatz

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Durch die Verwendung dieses Werkstoffs ist das Greiferelement um die Hälfte leichter als Systeme mit Alu-Profilen, arbeitet jedoch doppelt so stabil. Der Grund dafür liegt in erster Linie in der spezifischen Steifigkeit (siehe Kasten). Das Greifersystem weist deutlich reduzierte Schwingungen auf, sodass die Automatisierungslinie mit viel höheren Taktraten betrieben werden kann, ohne dass es zu Störungen oder Havarien kommt.

Festigkeit und Steifigkeit des CFK-Werkstoffs sind parallel zur Faser wesentlich höher als quer zur Faser. Deshalb werden die einzelnen Faserlagen in verschiedenen Richtungen aufeinandergelegt. Um die optimalen Steifigkeits- und Festigkeitswerte zu erreichen, müssen vor der Erstellung des Greiferrahmens für eine bestimmte Kundenanwendung die dabei auftretenden Kräfte ermittelt und der Greiferrahmen nach der Finiten Elemente Methode (FEM) am Computer simuliert werden.

Alle Komponenten müssen an
Leichtbauweise angepasst sein

Wie bereits angedeutet, genügt es nicht, den Rahmen besonders leicht zu bauen, sondern es sind auch die anderen Komponenten des Handhabungsautomaten an diese Leichtbauweise anzupassen. Das gilt vor allem für Anwendungen mit großen Massenträgheitsmomenten. Dort kommt es bei Einsatz herkömmlicher pneumatischer Schwenkantriebe zu großen Schwingungen in den Endlagen (das bekannte Schlagen in den Endlagen).

Konstruktive Vorkehrungen gegen Schwingungen

Solche Schwingungen sind bei stationären Anlagen mit einem schweren Stahl-Grundgestell kein allzu großes Problem. Bei einem Greifsystem, das auf Gewichtsreduzierung hin konzipiert ist, müssen dazu aber konstruktive Vorkehrungen getroffen werden. Sicherlich lassen sich die herkömmlichen Schwenkantriebe drosseln, aber das führt dann zu deutlichen Zykluszeitverlusten.

Der im vorgestellten Carbongreifer eingesetzte Antrieb besteht aus einem Druckluftmotor mit Untersetzungsgetriebe. Dadurch können harmonische und schnelle Drehbewegungen mit hoher Präzision ausgeführt werden. Auch Zwischenpositionen sind ohne Weiteres möglich.

Das Untersetzungsgetriebe reduziert das Fremdmassenträgheitsmoment, und zwar quadratisch, sodass das oben erwähnte Schlagen bei Erreichen der Endposition fast auf Null reduziert wird.

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