antriebstechnik 6/2023

ELEKTROMOTOREN

ELEKTROMOTOREN ELEKTRISCHE GREIFER MEHR FEINGEFÜHL BEI DER ARBEIT Greifer werden als Endeffektoren für Roboter und andere automatische Maschinen verwendet und können in pneumatische und motorisierte Greifer unterteilt werden. Wegen ihres einfachen Funktionsprinzips sind pneumatische Greifer weit verbreitet. Gerade in Sachen Feinfühligkeit und Steuerbarkeit des Greifvorganges bieten elektrische Greifer der EH-Serie von Oriental Motor in Kombination mit Motoren der AZ-Serie allerdings viele Vorteile. Die weit verbreiteten pneumatischen Greifer sind zwar leicht, kostengünstig und einfach zu bedienen, eine präzise Einstellung von Greifkraft und Geschwindigkeit ist jedoch schwierig. Wenn es auf diese Eigenschaften ankommt, sind elektrische Greifer klar im Vorteil: Sie erlauben dem Anwender, Greifkraft, Geschwindigkeit und Position genau auf das Werkstück abzustimmen. Das verhindert nicht nur abruptes Anstoßen an das Werkstück, sondern Greifkraft und Taktzeit werden ebenso optimiert. Über die Motorposition kann zudem festgestellt werden, ob ein Werkstück vorhanden ist und zusätzlich seine Abmessungen überprüft werden. Beim elektrischen Greifer der EH-Serie dient der sogenannte AZ-Motor von Oriental Motor als Antrieb und wird mit einer Greifer- und Zahnstangenmecha- Gunnar Siebel, Sales Planning Department, Oriental Motor (Europa) GmbH nik kombiniert. Der Hauptvorteil dieser Konstellation ist, dass sich die Greifkraft einstellen lässt. EINFACH UND WIRKUNGSVOLL Auch wenn pneumatische Greifer bei Pick & Place-Anwendungen häufig im Einsatz sind, stoßen sie beim sanften Greifen von Werkstücken mit geringer Steifigkeit an ihre Grenzen. Hier spielen elektrische Greifer ihre Vorteile aus. Bei der EH-Serie ist beispielsweise keine zusätzliche Sensorik bei der Endpunktbestimmung des Greifvorgangs oder bei der Werkstückbemessung notwendig, diese Vorgänge sind vollständig automatisiert. Durch die Gleichstromversorgung eignet sich der EH-Greifer ideal für den Einsatz in batteriebetriebenen Geräten, wie fahrerlosen Transportfahrzeugen (FTF) oder mobilen Robotern. Eine Greiferkonstruktion kann auf verschiedene Weise mechanisch umgesetzt werden, z.B. mit einem Schneckengetriebe, mit 30 antriebstechnik 2023/06 www.antriebstechnik.de

ELEKTROMOTOREN Nocke und Spindel oder mit einem Zahnstangenmechanismus. Die EH-Serie verwendet letzteren für eine hohe Übertragungseffizienz und kontinuierliche Greifkraft. Die Kombination mit einem 28 mm-Motor hält die Abmessungen des Greifers klein. Der Hub beträgt 25 mm, sodass auch Werkstücke mit unterschiedlichem Format bis zu dieser Distanz gegriffen werden können, ohne die Finger austauschen zu müssen. Dank seiner optimalen Schmierung konnte der Greifer in Tests mit voller Greifkraft 20 Millionen Greifvorgänge problemlos ausführen. STARTKLAR OHNE REFERENZFAHRT Bei dem Motor handelt es sich um einen Motor der AZ-Serie mit Multiturn-Absolutsensor. Im Falle eines Stromausfalls behält der ABZO-Sensor die Positionsinformationen mechanisch bei und ermöglicht es, den Betrieb ohne Referenzfahrt fortzusetzen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit eines externen Schalters für die Referenzfahrt und der Aufwand für Konstruktion, Verkabelung und Einstellung wird reduziert. STABIL UND FEIN JUSTIERBAR 01 Greifkraft, Position und Geschwindigkeit der Greiferzangen lassen sich einfach einstellen – die Greifer der EH-Serie ermöglichen so auch ein sicheres und zuverlässiges Greifen zerbrechlicher oder leicht verformbarer Objekte Bei pneumatischen Greifern erfolgt die Regulierung der Greifkraft mithilfe eines Manometers über ein Druckminderventil. Eine Feinjustierung ist dabei schwierig. Der Luftdruckverlust ist abhängig von der Länge und dem Innendurchmesser der Leitung vom Kompressor zum Regler sowie von der Umgebungstemperatur. Ändern sich diese Bedingungen, muss nachjustiert werden. Die elektrisch angetriebene EH-Serie kommt nicht nur ohne Druckluftinfrastruktur aus, auch die Druckregulierung ist einfacher: Die EH-Serie übt kontinuierlichen Druck auf das Werkstück aus und der Motorstrom kann bezogen auf den Maximalwert in 1 %-Schritten eingestellt werden, was eine Feinjustierung erlaubt. Der verlustarme Zahnstangenmechanismus des Systems gewährleistet eine stabile Greifkraft unabhängig von der Umgebungstemperatur. Dank des Konstantstromantriebs des Treibers wirkt sich die Länge des Anschlusskabels außerdem nicht negative auf die Greifkraft aus. Pneumatische Greifer regulieren das Öffnen und Schließen der Finger mittels Änderung der Luftmenge. Da Luft auf Druck- und Temperaturschwankungen mit Ausdehnung bzw. Kontraktion reagiert, ist dies jedoch nicht unproblematisch und kann sich nachteilig auf die Geschwindigkeitsstabilität und -steuerung auswirken. Im Gegensatz dazu überzeugt der EH-Greifer dank des Motorantriebs mit hoher Zuverlässigkeit: Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verfahrweg der Finger können präzise eingestellt und die Taktzeit berechnet werden. KÜRZERE TAKTZEITEN Bei pneumatischen Greifern werden Greifkraft und Geschwindigkeit durch Variation des Luftdrucks und des Luftdurchsatzes eingestellt, die sich gegenseitig beeinflussen und nur schwer unabhängig voneinander eingestellt werden können. Außerdem ist es nicht einfach, die Durchflussmenge und die Geschwindigkeit während des Betriebs zu ändern. Wenn der Luftstrom vom Regler zum Greifer durch Öffnen und Schließen des Magnetventils umgeschaltet wird, gibt es eine Verzögerung von 10 ms oder mehr von der Erregung des Magnetventils bis zum Start der Fingerbewegung. Das bedeutet, dass sich die Finger schneller öffnen und schließen, aber mehr Zeit benötigen, um den Greifvorgang zu vollenden. Dies zeigt der Vergleich der Taktzeit zwischen einem pneumatischen Greifer und der EH-Serie bei gleichem Verfahrweg der Finger (s. Diagramm). FLEXIBLER STEUERN UND MESSEN Greifkraft, Geschwindigkeit und Position können bei der EH-Serie separat gesteuert werden und lassen sich somit leicht kombi- Energizing Productivity Aktive Energiemanagement-Geräte und sichere Bremswiderstände für die elektrische Antriebstechnik Mehr Produktivität, Sicherheit und Effizienz Stets der optimale Energiehaushalt für Ihre elektrischen Antriebe: Gesteigerte Energieeffizienz, höhere Dynamik, bessere Verfügbarkeit und längere Lebensdauer. Dazu geringere Netzrückwirkungen, einfach zu realisierende Lastspitzenreduktion und insgesamt stabilere Versorgung. Das alles oftmals sogar als Win-Win-Situation. Sie setzen elektrische Antriebe ein? Melden Sie sich! Michael Koch GmbH, Zum Grenzgraben 28, 76698 Ubstadt-Weiher Tel. +49 7251 9626-200, www.bremsenergie.de, mail@bremsenergie.de