Handhabungstechnik

Ohne Luft

Dreibacken-Elektrogreifer für Teilefamilien
Diagramm mit dem Spannbackenkraftverlauf als Funktion des Werkstückdurchmessers. Maximalkraft 4.550 Newton bei 35 Millimeter Hub. (Grafiken: Maul)
Der Trend weg von der Pneumatik hin zu Elektrogreifern ist erkennbar. Allerdings bringen bisherige Elektrogreifer nur geringe Spannkräfte auf. Das Konstruktionsbüro Maul stellt ein schnelles Gerät vor, das stark wie ein pneumatischer Greifer ist.

Bisherige Elektrogreifer bringen nur vergleichsweise geringe Kräfte auf und haben große Volumina. Das liegt am Getriebe – es gibt derzeit kaum kompakte, hochuntersetzende Getriebe, weshalb viele ungeeignet sind. Hier wird eine neue Lösung vorgestellt: Der Antrieb des Elektrogreifers mit beispielsweise 120 Millimeter Gehäusedurchmesser erfolgt durch einen starken, bürstenlosen Servomotor mit 600 Watt Leistung an der Hohlachse. Das Motormoment von einem Newtonmeter wird durch ein hochuntersetzendes, sehr kompakt bauendes Exzentergetriebe im Faktor 90 der Getriebeübersetzung verstärkt und dabei die Drehzahl erheblich reduziert. Das Abtriebsmoment des Getriebes wirkt an einem Exzenter, der einen Kreisschiebering auf einer Kreisbahn bewegt. Dieser Kreisschiebering verteilt das Moment auf die drei Gelenke. Mit der Achse der Gelenke sind die Schwenkhebel einstellbar verbunden, die über Kulissensteine die Spannbacken linear parallel und zentrisch zur Greiferachse bewegen. Statt der linearen parallelen Bewegung können auch direkt Schwenkbacken auf die Gelenkachsen gesetzt werden, sodass ein Dreibacken- Elektroschwenkbackengreifer entsteht.

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Nach dem Abschalten der elektrischen Spannung würde das Werkstück aus den Spannbacken fallen. Um dies zu verhindern, wird eine elektromagnetische Federspeicherbremse angebracht, die am Flansch der Hohlachse nach dem Abschalten der elektrischen Spannung bremst. Das Bremsmoment wird im Faktor der Getriebeübersetzung verstärkt. So entsteht in beiden Greifrichtungen beim Innen- und Außengreifen eine starke Greifkraftsicherung in der Größe der normalen Greifkraft. In das Gehäuse ist ein Regler des Servomotors integriert. Dieser Regelkreis wird über das Exzentergetriebe übersetzt und dadurch die erforderliche Empfindlichkeit der Messstrecke stark herabgesetzt. Hierdurch ist nur ein sehr preiswerter und kleinbauender Hall-Regler erforderlich.

Elektrogreifer sind herkömmlicherweise träge – besonders große Greifer. Sie lassen sich vorpositionieren. Der hier vorgestellte Greifer hat jedoch aufgrund der hohen installierten Leistung und der geringen bewegten Massen eine kurze Greifzeit von etwa 60 Millisekunden bei zwei Millimeter Hub nach dem Hub-Greifzeit-Diagramm und eine größere Kraft als vergleichbare pneumatische Greifer. Nur während des Öffnens und Schließens wird Energie benötigt. Die Greifkraftsicherung hält das Produkt in Position – das verschafft dieser Lösung Vorteile am Markt, denn der Greifer benötigt keine dauernde Spannung. Außerdem ist er gekennzeichnet durch einen großen Hub pro Backe; damit eignet er sich zum Greifen von Teilefamilien. Er lässt sich völlig ohne Druckluft zum Beispiel an Roboterarme anflanschen. Hans-Erich Maul/pb

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