Beim Robotikspezialisten Boll Automation im hessischen Kleinwallstadt war es höchste Zeit, den „Griff in die Kiste“ prozessstabil zu automatisieren. Dazu braucht es nach eigenen Angaben neben leistungsfähigen Sensoren und einer ausgeklügelten Software gleichermaßen robuste wie kompakte Greifmodule, die unstrukturiert abgelegte Gussteile souverän greifen und aus der Kiste entnehmen können.
Das Unternehmen setzt dabei auf den Schunk-Universalgreifer PGN-plus, der im Neun-Sekunden-Takt Pleuel für Pleuel aus einer Transportbox entnimmt. Die Pilotanwendung, die im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Forschungsprojekts AGMASS entwickelt wurde, zeigt den Experten zufolge, welche Potenziale automatisierte Lösungen bei der Handhabung von Schmiedeteilen bieten. Mithilfe des stationär über der Kiste platzierten Laserscanners Sick Scanning Ruler PLB500 und einer ausgeklügelten Software soll der ABB-Roboter IRB 4600 den Behälter bis auf wenige Teile leeren können. Hierfür wurden 32 mögliche Greifpunkte an dem Schmiedeteil definiert. Während der Handhabung muss der eingesetzte Greifer von Schunk mit der für Schmiedteile typische raue Umgebung ebenso umgehen wie die hohen Belastungen, die aufgrund der langen Finger und des außermittigen Griffs entstehen. Gerade bei Greifpositionen am kleinen Auge des Pleuels ist die Beanspruchung enorm, berichten die Boll-Experten. Zumal es immer wieder vorkommt, dass während der Aufwärtsbewegung des Roboterarms überlagernde Teile beiseite geschoben werden müssen.
André Peters, Technischer Leiter bei Boll Automation und federführender Projektleiter bei AGMASS, ist von der Leistungsfähigkeit des Schunk Universalgreifers überzeugt: „Der PGN-plus ist so robust gebaut, dass er beim Greifvorgang andere Teile locker mit anheben oder verschieben kann. Bevor der Greifer schlapp macht, steigt eher der Roboter mit seiner Kollisionsüberwachung aus.“ Seine Störkontur hat sich für den Spezialisten von Boll als ideal erwiesen und auch für den Einsatz der langen Finger ist er perfekt geeignet. Diese wiederum hat das Team bei Boll Automation eigens für die Anwendung konstruiert. Im Rahmen des Projekts hat sich gezeigt, dass gerade Teile an der Kistenwand deutlich besser gegriffen werden können, wenn der Zugriff außermittig erfolgt. Auch dabei hat sich der vielzahngeführte Schunk Greifer bewährt.
Profiwissen pur
Pilotanwendung Griff in die Kiste
Bei der im Rahmen des Kooperationsprojekts AGMASS entwickelten Pilotanwendung für den Griff in die Kiste wird die Lage der lose in einer Transportbox liegenden Schmiedeteile über einen stationären Laserscanner detektiert. Anhand der mittels Lasertriangulation ermittelten Punktewolke werden die möglichen Greifpunkte ermittelt und in Form von Positionsdaten an die Steuerung übergeben. Diese plant auf Basis einer umfassenden Störkonturbetrachtung den kollisionsfreien Bahnverlauf. An dem Projekt waren neben der Boll Automation GmbH aus Kleinwallstadt und der Automation W+R GmbH aus München auch die ABB Automation GmbH aus Friedberg, die Sick Vertriebs-GmbH aus Düsseldorf, der Lehrstuhl für industrielle Robotik und Produktionsautomatisierung (IRPA) der TU Dortmund, die Proheris Daten- und Prozesstechnik GmbH aus Iserlohn sowie als Anwender die Mahle Motorkomponenten GmbH aus Plettenberg und die Rasche Umformtechnik GmbH & Co. KG aus Plettenberg beteiligt.
Dank patentierter Vielzahnführung und Ovalkolbenantrieb überzeugt der PGN-plus bei der Handhabung der unsortierten Schmiedeteile mit seiner Präzision, Langlebigkeit und Robustheit.
„Die seitliche Auskragung verträgt der PGN-plus hervorragend“, erläutert Peters. Dank seiner störkonturarmen, kompakten Abmessungen ermöglicht er seiner Aussage zufolge auch beim Einsatz tief in der Box einen Zugriff von außen, wodurch annähernd alle Pleuel entnommen werden können.
Parallele Prismenführungen
Zudem soll beim PGN-plus anstelle einer klassischen T-Nut die von Schunk patentierte Vielzahnführung eine besonders hohe Stabilität und Präzision gewährleisten. Parallel angeordnete Prismenführungen minimieren nach Herstellerangaben den Verschleiß und das Führungsspiel. Die Kräfte und Momente verteilen sich auf mehrere Führungsflächen. Aus diesem Grund sollen die vielzahngeführten Module des innovativen Familienunternehmens deutlich höher belastbar sein als konventionelle Greifer. Dank Ovalkolben konzentriert der PGN-plus hohe Kräfte auf engem Raum, wodurch besonders kompakte, störkonturminimierte Lösungen realisierbar sind.
Mit Hilfe der individuell konstruierten Greiferfinger werden die Teile außermittig gegriffen. Auf diese Weise lassen sich auch Greifpunkte nahe an der Kistenwand nutzen.
Den Universalgreifer gibt es standardmäßig in vielen Varianten, Größen und Optionen für unterschiedlichste, maßgeschneiderte Lösungen. Mit einem Baugrößenspektrum von 40 bis 380 deckt der Hochleistungsgreifer vom Kleinteil bis zum Motorblock vielfältige Handling-Aufgaben ab. Damit bietet er aus Sicht von Automationsspezialist Peters für den Griff in die Kiste optimale Voraussetzungen: „Der Greifer sollte so klein wie möglich sein und exakt auf die unterschiedlichen Anforderungen potenzieller Anwender abgestimmt werden können.“
So gibt es den PGN-plus etwa für den Einsatz in staubiger Umgebung auch in einer abgedichteten Version. Je nach Anwendungsfall hält Peters auch den Einsatz mechatronischer Greifmodule für denkbar, zumal Schunk mit seinem umfassenden Mechatronikprogramm hierfür optimale Voraussetzungen bietet. Mit den Mechatronikgreifern soll es dem Experten zufolge möglich sein, die Greiferbacken asynchron in verschiedenen Positionen zu verfahren und selbst unterschiedliche Teile im Wechsel zu handhaben. Hinsichtlich der Kriterien Robustheit, Kraft und Störkontur wiederum ist der pneumatische PGN-plus seiner Meinung zufolge mechatronischen Lösungen deutlich überlegen.
