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Ausgewählte Ausgabe: 01-02-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Greifsysteme mit Industrie-4.0-Qualität

Die Produktionsautomatisierung im Sinne der Industrie 4.0 erfordert ein Umdenken in Handhabung und Montage: Während der Fokus bislang primär auf der Prozessstabilität und Wirtschaftlichkeit einzelner Operationen lag, müssen moderne Applikationen immer häufiger eine Flexibilisierung der Prozesskette ermöglichen und das Gesamtsystem mit detaillierten Prozessdaten versorgen. Zugleich gilt es, ein Over-Engineering konsequent zu vermeiden.


Bild 1 Vernetzbare und flexibel nutzbare Greifer, wie der „EGA“ von Schunk, bilden die Grundlage für die Produktionsautomatisierung im Sinne der Industrie 4.0.

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Vernetzbare und flexibel nutzbare Greifer, wie der „EGA“ von Schunk, bilden die Grundlage für die Produktionsautomatisierung im Sinne der Industrie 4.0.

Drei Aspekte kennzeichnen den Weg zur Industrie 4.0: Erstens, eine umfassende Kommunikation aller beteiligten Komponenten sowohl untereinander als auch zur übergeordneten Hierarchie. Sie ist die Voraussetzung für einen Echtzeit-Datenaustausch und damit für eine flexible Prozesssteuerung. Zweitens, eine hohe Transparenz auf Anlagen-, Leittechnik- und Unternehmensebene als Grundlage für die Prozessgestaltung. Und drittens, eine flexible Reaktion auf externe und interne Ereignisse. Vergleichbar mit der Großserienproduktion soll es auch bei kleinen und mittleren Serien künftig möglich sein, die Anlagennutzung im 24/7-Betrieb zu maximieren und zugleich den Output flexibel an den jeweiligen Bedarf anpassen zu können – im Extremfall bis Losgröße eins.

Autonome Adaption

Gezielt hat der Spezialist für Greifsysteme und Spanntechnik Schunk die Anforderungen der Industrie 4.0 analysiert und sein Standardprogramm für mechatronische Greifsysteme darauf ausgerichtet. Dabei wurde berücksichtigt, dass das Anforderungsprofil von intelligenten, vernetzten Systemen für die Industrie 4.0 ausgesprochen vielschichtig ist. Es erstreckt sich von der Wahrnehmung der aktuellen Situation über die Bewertung bis hin zur individuellen Reaktion. Heruntergebrochen auf die Welt der Schunk-Greifer ergeben sich mehrere Abstufungen: Die Einstiegsklasse bilden einfache mechatronische Greifer. Es folgen intelligente mechatronische Greifer, die zusätzlich mit Sensorik ausgestattet sind. Dann cyber-physikalische Systeme, die darüber hinaus kommunikationsfähig sind. Den Abschluss bilden smarte Greifer, sprich cyberphysikalische Systeme, die zusätzlich auch noch web-fähig sind. Letztere sind in der Lage, auf Basis der gewonnenen Daten eigenständig zu reagieren, über das Internet zu kommunizieren und sogar die eigene Funktionsfähigkeit zu prognostizieren.
Die Schwelle für den Einstieg ins mechatronische Greifen hält Schunk bewusst niedrig. Im Mittelpunkt steht zu allererst die Reduktion von Komplexität. Mechaniker, die bisher pneumatische Komponenten in Betrieb genommen haben, sollen dies genauso einfach auch mit mechatronischen Schunk-Komponenten können. Damit will man zum einen Hemmnisse auf dem Weg zur Industrie 4.0 ausräumen, zum anderen sollen Konstrukteure möglichst frei zwischen pneuma- tischen und elektrischen Antrieben wählen können.

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Der neue „PGN-plus-E“ ist der weltweit erste elek- trische Greifer mit bewährter Vielzahnführung. Dank digitaler I/O und 24-V-Technologie macht er den Wechsel von pneumatischen auf mechatronische Greifer besonders leicht.

Die elektrisch gesteuerte Linearachse „ELP“ markiert in diesem Zusammenhang einen Meilenstein. Erstmals ist es gelungen, ein extrem kompaktes Linearmodul mit wartungsarmem 24-V-Lineardirektantrieb zu realisieren, dessen Inbetriebnahmeaufwand verschwindend gering ist. Antrieb und Steuerung sind vollständig in das Modul integriert. Die Achse wird über Norm-Stecker (M8/M12) angeschlossen, die Endlage mechanisch mit einem Sechskantschlüssel eingestellt und die Ein- beziehungsweise Ausfahrgeschwindigkeit an zwei Drehschaltern reguliert. Mehr noch: Mithilfe der von Schunk entwickelten Auto-Learn-Technologie passt das Modul sein Bewegungsprofil automatisch an das jeweilige Teilegewicht an. In der Regel genügen zwischen zwei und fünf Hübe, bis die automatische Programmierung abgeschlossen ist. Das Modul adaptiert sein Verhalten also reaktiv und ohne Einflussnahme der übergeordneten Steuerung.

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Einfache...

... Mechatronikalternative: neuer Universalgreifer

Der PGN-plus-E von Schunk (Bild 2) macht den Wechsel von pneumatischen auf elektrische Komponenten besonders leicht: Wie sein pneumatisches Vorbild, der PGN-plus-P, verfügt auch der PGN-plus-E über eine modifizierte Vielzahnführung
zur Aufnahme hoher Momente, über durchgängige Schmierstofftaschen in der Führungskontur sowie über die bewährte Schrägzugkinematik mit einer hohen Flächenabdeckung in allen Hublagen. Das Anschraubbild ist identisch. Angetrieben wird der elektrische Universalgreifer von einem bürstenlosen DC-Servomotor. Die Ansteuerung erfolgt über digitale I/O. Die erforderliche Regelungs- und Leistungselektronik ist vollständig integriert. Über einen einfachen Dreh-Codierschalter kann die Greifkraft unmittelbar am Modul in vier Stufen eingestellt werden. Mithilfe induktiver Sensoren, die ebenfalls bereits in die Greifer integriert sind, lassen sich über M8-Stecker bis zu zwei Greifpositionen abfragen. In der meistgefragten Baugröße 80 verfügen der PGN-plus-P und der PGN-plus-E über identische Leistungsdaten bei Greifkraft und maximaler Fingerlänge.

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