AutomationSchunk PGN-plus-Elektrisch: Pneumatikfreies Pick & Place
Mechatronische Handhabungsmodule mit Vielseitigkeit, Kommunikationsfähigkeit und Energieeffizienz: Mechatronische Handhabungsmodule gelten in der Produktionsautomatisierung als erfolgreiche Newcomer, die gegenüber konventionell angetriebenen Komponenten mit Vielseitigkeit, Kommunikationsfähigkeit und Energieeffizienz punkten. Aktuell erweitert Schunk sein Mechatronikprogramm und präsentiert einen elektrischen Universalgreifer, dessen Features sogar das pneumatische Flaggschiff Schunk PGN-plus in den Schatten stellen.
Einstiegsbild
Unter dem Motto „Bewährtes noch besser machen“ bringt Schunk eine neue Generation seines pneumatischen Universalgreifers auf den Markt und überträgt dessen Leistungspaket auf den Bereich der elektrischen Handhabung. Der Schunk PGN-plus-Elektrisch ist lt. Herstellerangaben der weltweit erste digital angesteuerte Mechatronikgreifer mit patentierter Vielzahnführung.
Wie sein pneumatisches Pendant verfügt er über eine modifizierte Vielzahnführung, bei der das Stützmaß zwischen den sechs lasttragenden Schultern deutlich vergrößert wurde. Das ermöglicht die Aufnahme hoher und damit den Einsatz langer Finger. Um eine perfekte Passgenauigkeit zu gewährleisten, wird auch beim PGN-plus-Elektrisch jede einzelne Grundbacke manuell geschliffen und individuell an das jeweilige Gehäuse angepasst. Eine Dauerschmierung über durchgängige Schmierstofftaschen in der Führungskontur gewährleistet gerade bei kurzen Hüben, dass sich der Schmierstoff schnell und gleichmäßig verteilt. Darüber hinaus stellt die Schrägzugkinematik in allen Hublagen eine hohe Flächenabdeckung sicher.
Angetrieben wird der Universalgreifer von einem bürstenlosen DC-Servomotor, wobei sich die Greifkraft in vier Stufen einstellen lässt. In Kombination gewährleisten all diese Merkmale eine hohe Prozessstabilität und eine lange Lebensdauer bei minimalem Wartungsaufwand.
Die getriebefreie Schunk Linearmotorachse ELB ermöglicht präzise Hübe auf engstem Raum.
Besonders einfacher Umstieg
Der Wechsel von pneumatischen auf elektrische Komponenten ist beim Schunk PGN-plus-Elektrisch besonders leicht: Der universell einsetzbare 24-V-Elektrogreifer verfügt über dasselbe Anschraubbild wie sein pneumatisches Gegenstück und wird einfach über digitale I/O angesteuert. Über einen weiteren M8-Standardanschluss können zusätzlich bis zu zwei Greifpositionen abgefragt werden. Die erforderliche Regelungs- und Leistungselektronik ist bereits vollständig in das kompakte Modul integriert und beansprucht keinen Platz im Schaltschrank. Das unterscheidet den Schunk PGN-plus-Elektrisch von den meisten Mechatronikmodulen am Markt, deren Steuerungen viel Raum und zum Teil sogar zusätzliche Schaltschränke erfordern. Für die Inbetriebnahme sind weder fundiertes mechatronisches Know-how noch eine zusätzliche Programmierung nötig.
Der Kleinteilegreifer Schunk EGP sorgt bei Pick & Place Anwendungen für Flexibilität und hohe Taktraten.
High-Speed-Picker für kleine Teile
Das spielt eine entscheidende Rolle für die Akzeptanz mechatronischer Handhabungsmodule. „Komponenten, die einfach in Prozesse zu integrieren sind, zuverlässig funktionieren und wenig Aufwand bei der Installation und im laufenden Betrieb erfordern, sind der Schlüssel zur Mechatronisierung von Handhabungssystemen“, betont Ralf Steinmann, Bereichsleiter Greifsysteme bei Schunk. „Anwender sollen von Applikation zu Applikation den jeweils idealen Antrieb wählen können, ohne dass die komplette Peripherie geändert werden muss.“ Schunk hat daher sein Mechatronikprogramm in diesem Bereich über Jahre hinweg konsequent ausgebaut. So ist es beispielsweise mit dem Schunk EGP gelungen, neben dem pneumatischen Kleinteilegreifer MPG-plus einen elektrisch angetriebenen High-Speed-Picker zu etablieren. Bei diesem Portfolio ist die Sensorik – unabhängig vom Antrieb – meist identisch.
Der neue Schunk PGN-plus-Elektrisch ist lt. Herstellerangaben der weltweit erste digital angesteuerte Mechatronikgreifer mit patentierter Vielzahnführung.
Montageanwendungen als Vorreiter
Vor allem die Hochleistungsmontage hat die Potenziale der mechatronischen Handhabung früh erkannt. Je größer das Teilespektrum, je höher die Zyklenzahl und je mehr Greifvorgänge, desto lohnender ist der Einsatz mechatronischer Komponenten. Weisen die Module dann auch noch eine hohe Kompatibilität sowohl bei den mechanischen und elektrischen Schnittstellen als auch bei den Reglerkonzepten auf, fällt der Umstieg besonders leicht. So können die servoelektrisch angetriebenen Pick & Place-Einheiten der Baureihe Schunk PPU-E z. B. über unterschiedlichste Feldbusse angesteuert und damit besonders einfach in Anlagen integriert werden.
Auch mechanisch überzeugen die laut Schunk derzeit schnellsten Hochleistungsmontageeinheiten am Markt. Statt über eine toleranz- und verschleißanfällige Bewegungsübersetzung werden sie über einen verschleißfreien Direktantrieb bewegt. Das minimiert den Wartungsaufwand, erhöht die Dauerwiederholgenauigkeit und vereinfacht die Programmierung. Ohne übergeordnete Steuerung können intelligente Regler sowohl den Auslegerarm als auch die Aktoren steuern. Die Software dafür ist bereits integriert. Alternativ lassen sich die Einheiten über Standardregler von Bosch Rexroth einfach, schnell und prozesssicher in Anlagen integrieren.
Die Schunk PPU-E ist laut Hersteller die derzeit schnellste Pick & Place-Einheit am Markt. Sie lässt sich einfach und zügig in Anlagen integrieren.
Minimaler Wartungsaufwand
Auch bei modular aufgebauten Pick & Place-Systemen bringen Mechatronikkomponenten deutliche Vorteile. So lässt sich die für präzise und dynamische Hübe konzipierte Linearmotorachse Schunk ELB wahlweise über Bosch Rexroth IndraDrive oder Siemens Sinamics Umrichter ansteuern. Darüberhinaus können über die Geberschnittstellen Sinus-Cosinus, SSI und Hiperface alle am Markt gängigen Regler genutzt werden. Über die Busschnittstellen des Motorreglers (z. B. Profinet IO, EtherNet/IP, EtherCat, Profibus) lässt sich das Modul schnell und einfach in übergeordnete Anlagensteuerungen einbinden.
Das Modul, bei dem ein leistungsfähiger Lineardirektantrieb mit einer besonders leichtgängigen, vorgespannten Kreuzrollenführung kombiniert wurde, ist extrem kompakt, steif und dynamisch. Es kann vergleichsweise hohe Lasten mit einer dauerhaft exzellenten Wiederholgenauigkeit von 0,01 mm positionieren. Dabei beträgt die max. Beschleunigung 100 ms-2 und die max. Geschwindigkeit 4 ms-1. Da die Antriebskraft (max. 150 N) über die spielfreie Kreuzrollenführung getriebefrei direkt auf den Schlitten übertragen wird, profitieren Anwender gerade bei anspruchsvollen Füge- und Platzierungsprozessen von einer enormen Präzision, extrem kurzen Zykluszeiten sowie einer hohen Produktivität und Prozessstabilität. Hinzu kommt, dass die Module fast keine Verschleißteile besitzen, sodass der Wartungsaufwand und ungeplante Ausfälle auf nahezu Null zurückgehen und besonders lange Standzeiten kalkuliert werden können.
Wahlweise lassen sich die Module mit einem inkrementellen Wegmesssystem (Sinus-Cosinus-Schnittstelle) oder mit einem absoluten Wegmesssystem (Hiperface- oder SSI-Schnittstelle) ausstatten. Mit Absolutwertgebern entfallen aufwändige Referenzfahrten beim Hochfahren der Anlage sowie nach Not-Stopps. Zudem benötigen die Module weder End- noch Referenzsensoren. Das verringert die Investitionskosten, den Programmieraufwand und die Anzahl der Kabel im Kabelsatz.
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