Weitere Vorteile bei Geschwindigkeit und Taktzeit

Bei pneumatischen Greifern erfolgt das Öffnen und Schließen der Finger mittels Änderung der Luftmenge. Das ist jedoch nicht unproblematisch, denn die Luft reagiert auf Druck- und Temperaturschwankungen mit Ausdehnung bzw. Kontraktion. Das 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.

Bei pneumatischen Greifern wird neben der Greifkraft auch die Geschwindigkeit durch Variation des Luftdrucks und des Luftdurchsatzes eingestellt. Diese beeinflussen sich gegen seitig und können nur schwer unabhängig voneinander verändert werden. Außerdem ist es nicht einfach, diese Parameter während des Betriebs zu variieren.

Wenn der Luftstrom vom Regler zum Greifer durch Öffnen und Schließen des Magnetventils umgeschaltet wird, gibt es außerdem 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 (Bild 3).

Da mit den elektrischen Aktoren Greifkraft, Geschwindigkeit und Position separat gesteuert werden können, ist ein Betrieb mit einer Kombination dieser Parameter leicht umsetzbar. So können die Finger im Positionierbetrieb bis zu einer definierten Position mit höherer Geschwindigkeit verfahren, im Druckbetrieb nähern sie sich dann dem Werkstück mit langsamer Geschwindigkeit (Bild 4). So kann eine deutlich schnellere Taktzeit erreicht werden. Hinzu kommt noch, dass bei einem elektrischen Greifer die Zeit zwischen Startsignal und Einsetzen der Bewegung kürzer ist als bei einem pneumatischen Greifer. Das langsame Greifen des Werkstücks ist insbesondere in Anwendungen von Vorteil, bei denen fragile oder weiche Werkstücke gegriffen und bewegt werden müssen.

Durch den im AZ-Motor integrierten ABZO-Sensor werden keine externen Schalter für Start und Ende der Bewegung benötigt. Das Ende der Greifbewegung erfolgt beispielsweise über das TLC-Ausgangssignal des Sensors, die Prüfung auf Vorhandensein eines Werkstücks über das AREA-Ausgangssignal.

Greifen zerbrechlicher Werkstücke

Die bisherigen Ausführungen zum Greifvorgang der EH-Serie bezogen sich auf den Druckbetrieb des Greifers, das heißt es wird unabhängig vom Werkstück kontinuierlich die gleiche Greifkraft ausgeübt. Für besonders zerbrechliche Werkstücke gibt es alternativ die Möglichkeit, einen Positionierbetrieb einzusetzen.

Hierfür werden die folgenden Eigenschaften des AZ-Motors genutzt: Stator und Rotor des Schrittmotors sind mit kleinen Zähnen versehen. Wenn die Wicklung (Spule) des Statorpols erregt wird, ziehen sich die Zähne von Stator und Rotor an und stehen sich am Ende gegenüber. Übt man beim stillstehenden Motor ein Drehmoment auf die Welle aus, lässt sich die Welle geringfügig drehen. Dieses Verhältnis zwischen Drehmoment und Rotationswinkel der Welle bezeichnet man als Winkel-Drehmoment-Charakteristik. Bei der Schließbewegung der Greiferfinger kann nun das in den Punkten 1 bis 3 (Bild 5) dargestellte Drehmoment eingesetzt werden. Die Finger greifen das Werkstück mit einer minimal kürzeren Distanz als die der Werkstückabmessung, wodurch die Greifkraft erzeugt wird. Dieser Vorgang wird mit Hilfe des Betriebsstromwerts gesteuert. Diese Methode zur Erzeugung der Greifkraft empfiehlt sich bei kleinen Werkstücken und bei einer Greifkraft von weniger als 6 N, da in diesem Bereich ein Druckbetrieb schwierig ist.

Literatur

1. Oriental Motor (Europa) GmbH, Düsseldorf: www.orientalmotor.eu/de