Smarter Universal­greifer für die Leistungselektronik

In einer zunehmend elektrifizierten Welt spielt Leis­tungselektronik eine starke Rolle. Denn es geht darum, elektrische Antriebssysteme so effizient wie möglich zu machen, um Energie sparsam und nachhaltig einsetzen zu können. Semikron Danfoss fertigt Leistungsmodule, Halbleiterbauelemente, Schalter, Stacks und Systeme für den Automobilbau, Verkehrssysteme, Anlagen der Industrie sowie Anwendungen im Bereich erneuerbarer Energien. „Wir verfolgen das Ziel, leistungsfähige Elektronikmodule anzubieten, damit Anwender ihre CO₂-Emissionen reduzieren können“, erläutert Hanno Bruss, Test-Ingenieur bei Semikron Danfoss Elektronik in Nürnberg. „Hierfür sind hochmoderne Elektronikkomponenten die Grund­voraussetzung, um eine einwandfreie Funktion und effiziente Wirkweise der elektrischen Systeme sicherzustellen. Für uns in der Produktion stehen deshalb eine Nullfehlerfertigung, kompakte leistungs­elektronische Designs sowie hohe Ausgangsleistungen im Mittelpunkt.“

Universalgreifer an zentraler ­Prozessposition

Mess- und Prüftechnik spielt deshalb bei Semikron Danfoss eine zentrale Rolle. „Jedes einzelne Modul, das hier produziert wird, durchläuft eine umfassende Funktionskontrolle. Selbstverständlich verlassen nur hundertprozentige iO-Teile das Haus.“ Bei dieser Qualitätssicherung spielt Greiftechnik von Schunk eine maßgebliche Rolle. In einer geschlossenen Automatisierungszelle, die einer Messlinie vorgelagert ist, handhabt der mechatronische Parallelgreifer EGU an einem Scara-Roboter Elektronikbauteile. Sie kommen in Tray-Stapeln an und gelangen über eine Entstapeleinheit ins Zelleninnere. Hier entnimmt der Greifer am Roboter die Bauteile einzeln dem Blistertray und stellt sie auf ein schmales Förderband, um sie der Messlinie zuzuführen. Diese prüft die Teile auf Herz und Nieren, indem eine umfassende Endmessung statischer, optischer, taktiler, dynamischer und elektronischer Parameter erfolgt. Die Ergebnisse jedes einzelnen Moduls werden dokumentiert und hinterlegt. Am Ende der Qualitätskontrolle in der rund 6 m langen Messlinie werden die abgenommenen Module laserbeschriftet und in Trays zurückgestapelt, um schließlich als Fertigware verpackt zu werden.

Der Durchsatz ist abhängig von den Teilen und der Anzahl der jeweils zu vermessenden Parameter. Zurzeit arbeitet die Messlinie im Drei-Schicht-Betrieb von Montag bis Freitag. „Dreh- und Angelpunkt dieser Anlage ist die kontinuierliche und sichere Zuführung der Komponenten aus der Roboterzelle heraus“, sagt Hanno Bruss. „Dem Greifer kommt deshalb eine besondere Bedeutung zu.“ Die Anlage im Werk Nürnberg arbeitet schon seit ein paar Jahren mit einem elektrischen Greifer von Schunk. „Mit Schunk arbeiten wir schon lange zusammen“, bestätigt Bruss. „Wir haben an vielen anderen Stellen Schunk-Greifer im Einsatz. An dieser Zelle war ein Modell installiert, das abgekündigt wurde. Und so kam der EGU ins Spiel, der uns von Anfang an überzeugt hat.“ Die erste Inaugenscheinnahme des neuen elektrischen Parallelgreifers erfolgte 2022 auf der SPS. „Ich habe gleich ein Produkt zur Probe bekommen und im praktischen Einsatz prüfen können“, sagt der erfahrene Test-Ingenieur. „Der Greifer hat von Anfang an gepasst und all unsere Anforderungen erfüllt.“

Überzeugende Funktionalitäten für die Leistungselektronik

Die Anforderungen an den Greifer sind sehr konkret: „Erstens sind wir aufgrund der Roboterapplikation beim Gewicht beschränkt. Der EGU hält diese Gewichtsgrenze ein“, führt Bruss aus. „Zweitens benötigen wir einen großen Greiferhub von ganz klein bis groß, etwa von 30 bis 110 mm. Diese Flexibilität war mit ausschlaggebend für die Auswahl.“ Hanno Bruss betont, dass immer unterschiedliche Teile zu handhaben sind und die Greiferflexibilität auch die Werkstückvarianz betrifft. „Deshalb ist ein servoelektrischer Greifer hier richtig.“