Klemmgreifer

Kenngrößen für die Greiferauswahl

Vielfältiges Angebot an mechanisch wirkenden Klemmgreifern. Der Projekteplaner für eine Automatisierung wird an Hand von Kenngrößen seine Auswahl treffen. Doch was ist hier wichtig und welche Kenngrößen kann man bei einem reibschlüssigen System heranziehen? Das soll einmal in aller Kürze beleuchtet werden.

Bild 1: Wichtige greiferbezogene Kenngrößen.

Greifobjekt und Greiforgan bilden zusammen ein Wirkpaar. Das Zusammenspiel kann aus Sicht des Greifers und der Betrachtung des Greifobjekts beschrieben werden. Man kann die Kenngrößen somit in greifer- und objektbezogene einteilen. Darüber hinaus kann natürlich auch der zum Einsatz kommende Roboter seine Grenzen bezüglich der zulässigen Tragkraft (Greifer plus Objekt) aufzeigen. Die Einsatzumgebung spielt ebenfalls eine große Rolle. Denken wir nur an die Verwendung des Greifsystems in Reinräumen. Hier dürfen keine Abriebpartikel in den Arbeitsraum entlassen werden. Man braucht also einen Greifer, bei dem man die Partikel absaugen kann. Die Abdichtung des Greifers wird wichtig, wenn er in der Produktion mit Flüssigkeiten oder Nebeltröpfchen belastet wird.

Greiferbezogene Kenngrößen
In Bild 1 werden einige Kenngrößen visualisiert. Aus der möglichen Greifkraft ergibt sich je nach Reibungskoeffizient und Anzahl der beteiligten Fingerflächen die Werkstückmasse, die der Greifer halten kann.

Bild 2: Die Greifkraft errechnet sich aus der Kinematik. F1 Greifkraft, F2 Antriebskraft.

Die Greifobjekte werden heute im Durchschnitt kleiner, was die Handhabungseigenschaften verändert. Die Gewichtskräfte treten in den Hintergrund. Die Oberflächen nehmen an Empfindlichkeit zu. Einige Flächen am Greifobjekt lassen sich nicht mehr als Griffflächen vorsehen. In der Montage reichen die Fügegenauigkeiten in Bereiche von wenigen Mikrometern. Es kommt auf Präzision an. Greifkraft und Haltekraft unterscheiden sich übrigens. Die Haltekraft ist meist etwas kleiner als die Greifkraft. Das erklärt sich aus der Energie für die mechanischen Bewegungsbläufe und den Aufbau einer statischen Haltekraft. Übliche kinematische Lösungen für den Klemmgriff zeigt das Bild 2, außerdem den Rechenansatz dafür.

Anzeige

Objektbezogene Kenngrößen
Zur Charakterisierung einer Greifaufgabe gehört auch, die Beschleunigung des Greifobjektes oder einer Familie von geometrisch ähnlichen Werkstücken zu betrachten. Das Bild 3 visualisiert wichtige Eigenschaften. Zu betrachten wäre auch, welche Flächen den Klemmgriff problemlos aushalten. Dünnwandige Hohlobjekte können sich bei einem Kraftgriff einbeulen. Das kann sich durch die Schwingungen im Roboterarm noch verstärken.

Bild 3: Wichtige objektbezogene Kenngrößen.

Freiraum an Montagestellen
Besonders in der automatischen Montage mit dem Industrieroboter kann ein zusätzlicher Freiraum an der Montagestelle erforderlich werden, denn je nach Kinematik des Greifers werden die Greifbacken auf unterschiedlichen Bahnen zum Objekt bewegt bzw. davon entfernt. Das muss nicht zwingend eine Gerade sein. Für Zangengreifer ist typisch, dass sich die Backen beispielsweise bogenförmig schließen. Abhängig von der Kinematik zeigen sich die in Bild 4 dargestellten Verhältnisse.

Bild 4: Typische Schließbewegungen mechanischer Backengreifer mit Motor.

Während umschlingende Greiforgane eher selten Verwendung finden, kann ein sich drehend angetriebenes Prisma als zusätzliche Handhabungsfunktion erweisen. Das bedeutend, ein längliches Objekt kann in waagerechter Orientierung aus dem Prozess aufgenommen werden, im Greifer gedreht und dann senkrecht in ein Magazin eingesteckt werden. Die Störkontur ist allerdings groß und muss in Kauf genommen werden. Manchmal kann man damit auf eine Handhabungseinrichtung mit kleinerer kinematischer Ausstattung zurückgreifen. Bei den parallel geführten Greifbacken kann das Problem der Selbstsperrung auftreten, wenn die Greiferfinger zu lang gewählt werden. Es stellt sich der Schubladeneffekt ein. Da spielt dann auch der Reibungskoeffizient in der Fingerführung eine wichtige Rolle. Das lässt sich aber alles vorher rechnerisch überprüfen und muss nicht experimentell im Labor ausprobiert werden.

Stefan Hesse

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Greiferportfolio

Cobots effizient einsetzen

Für den effizienten Einsatz der Cobots aus dem Hause Techman erweitert Hilpert Electronics sein Greifersortiment durch die Produkte von Schmalz. Im Bereich Vakuumautomation bietet Schmalz einzelne Komponenten wie Sauggreifer oder Vakuumerzeuger an,...

mehr...

Handhabung

Neuer Multifunktionsgreifer

Einen besonders kompakten rüstfreien Multifunktionsgreifer für das Handling von mehrlagig gestapelten, chaotisch abgelegten Bauteilen mit Lagentrennung hat Wickert Maschinenbau entwickelt.

mehr...
Anzeige
Anzeige

Greifsysteme

Greifer für sensible Bauteile

Bei der Handhabung empfindlicher Komponenten kommen herkömmliche Hand-habungssysteme schnell an ihre Grenzen, da bei hochsensiblen Materialien schon eine minimale Krafteinwirkung reicht, um diese zu beschädigen oder durch Rückstände zu kontaminieren.

mehr...
Anzeige

Pneumatik-Greifer

Drei neue Baugrößen

Die Zimmer Group hat ihre Greifer-Serie GPP5000IL beziehungsweise GPD5000IL um drei neue Baugrößen erweitert. Die pneumatisch-elektrischen Hybridgreifer sind als Parallel- (GPP5000IL) und als Zentrischgreifer (GPD5000IL) verfügbar.

mehr...
Anzeige
Anzeige
Anzeige