Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hochdynamischer Greifer für Pick-and-Place-Roboter in der CVD-Produktion

27.05.2008
Den Entwicklern aus dem Hause „Schwaben Präzision“ in Nördlingen ist es gelungen, ein extrem leistungsfähiges und hochdynamisches Produkt für Pick-and-Place-Roboter zu entwickeln: einen der weltweit schnellsten Greifer dieser Größenordnung.

Für eine neue Baureihe einer Produktionslinie zur Herstellung von CDs und DVDs sollte ein sehr schneller Pick-and-Place-Roboter mit dazu gehörigem Greifer entwickelt werden. Das Pflichtenheft des Kunden verlangte Öffnungs- und Schließzeiten im Bereich von hundertstel Sekunden. Üblicherweise benutzt man bei Greifvorgängen dieser Art pneumatisch betriebene Greifer, da sie aufgrund ihres kleinen Gewichtes eine geringe Massenträgheit verursachen und durch die standardisierte Ventiltechnik unproblematisch anzusteuern sind.

In diesem Fall jedoch waren die hohen dynamischen Anforderungen damit nicht zu erfüllen, denn prinzipbedingt können pneumatische Greifer nicht schneller als mit Schallgeschwindigkeit arbeiten und zeigen mit wachsender Leitungslänge ansteigende Totzeiten.

Somit war eine elektromagnetische Lösung nahe liegend. Ein weiteres Argument für eine elektromagnetische Lösung war die Forderung nach Reinraumtauglichkeit. Da die auf dem Markt erhältlichen Greifer wegen ihrer Größe und des zu großen Massenträgheitsmomentes für den Einsatzzweck nicht optimal geeignet waren, entschied man sich für die Entwicklung eines eigenen Produktes.

... mehr zu:
»Pick-and-Place-Roboter

Für die Führungsbewegungen des Greifers, die sehr präzise, aber unabhängig voneinander erfolgen müssen, konnte man eine bereits vorher im Unternehmen entwickelte Hub-Schwenkeinheit verwenden, bei der zwei umrichtergesteuerte Servomotoren ein Kombinationsgetriebe antreiben. Es lassen sich definierte Hübe erzeugen und beliebige Winkel anfahren. Die Hohlwelle des Getriebes ermöglicht eine elegante Verlegung der Steuerleitungen für den Greifer.

Elektromagnetischer Aktuator ermöglicht Öffnungs- und Schließzeiten im Bereich von 10 bis 20 ms

Der selbst entwickelte elektromagnetische Aktuator des Greifers ermöglicht in Verbindung mit einer leistungsfähigen elektronischen Miniatursteuerung Öffnungs- und Schließzeiten im Bereich von 10 bis 20 ms. Eine externe Steuereinheit ist nicht nötig, es genügen die in einer SPS üblichen 24 V Gleichstrom zur Ansteuerung.

Selbst die Energieversorgung wird aufgrund der kleinen zu bewegenden Massen mit dem Steuerstrom realisiert. Die in den Greifer integrierte Elektronik verwandelt den Gleichstrom in ein Pulsmuster zur Ansteuerung von Spulen. Diese treiben die beweglichen Teile des Greifers an, die wartungsfrei in PTFE-Lagern gleiten. Dank einer Kulissenführung ist die Endlagenhaltung auf mechanischem Wege auch ohne weitere Stromzufuhr sichergestellt.

Bei der Entwicklung dieses Greifers wurde besonderes Augenmerk auf eine sehr leichte Bauweise gelegt. Der Grundkörper besteht aus einer leichten Aluminiumlegierung, die Lagerung aus PTFE. Die räumliche Anordnung der Spule und des Spulenkerns wurden unter Gesichtspunkten eines geringen Massenträgheitsmomentes gewählt.

Leichtbau sorgt für geringe Massenträgheit

Für den zeitgleich für allgemeine Zwecke entwickelten Greifer mit parallelen Greiferbacken wurde zunächst aus Gewichtsgründen Polyamid als Werkstoff gewählt und eine Gleitlagerung benutzt. Um eine höhere Lebensdauer zu erreichen, wird jedoch inzwischen eine selbst entwickelte Wälzlagerung und Greiferbacken aus Nitrierstahl eingesetzt, die nur unwesentlich schwerer sind.

In Verbindung mit den bereits erwähnten Hub- Schwenkeinheiten haben sich diese Greifer in CD/DVD-Herstellungslinien bereits über etliche Zehnmillionen Zyklen im Serieneinsatz bewährt. Die Forderungen aus dem Pflichtenheft des Kunden sind erfüllt und die CD/DVD-Rohlinge werden sicher gegriffen. Allerdings musste der Parallelgreifer modifiziert werden zum „Zentrischgreifer“, der in die Aufnahmezentrierung der CD/DVD greift und sie formschlüssig hält. Als Greiforgane spreizen sich drei Finger, die die CD/DVD schnell und sicher fassen.

Da sich die zu greifenden Werkstücke nicht immer wie in der beschriebenen Produktionslinie in der gleichen Orientierung befinden, ist es mitunter wünschenswert, dass die Greiferbacken in einer beliebigen Schwenklage zugreifen können. Mit der bereits erfolgten Weiterentwicklung zum Rotorgreifer ergeben sich vielfältige Möglichkeiten.

Während beim Parallelgreifer zwar ein beliebiger Winkel der Greiferbacken fest eingestellt werden kann, dreht der Rotorgreifer die Backen mit den daran fixierten Greiforganen in eine beliebige Lage. Der in den Greiferkopf integrierte Antrieb ermöglicht beliebig viele Umdrehungen, so dass man ihn im Extremfall sogar für leichte Schraubarbeiten einsetzen könnte.

SPN Schwaben Präzision Fritz Hopf GmbH auf der Automatica 2008: Halle B1, Stand 121

Jürgen Schreier | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/automatisierung/robotik/articles/122539/

Weitere Berichte zu: Pick-and-Place-Roboter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Elektrische Spannung: Kaiserslauterer Ingenieure erforschen Versagen bei Kugellagern
28.03.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Modulares Fertigungssystem für Kettenräder
15.03.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten