Einführung
Pneumatische Greifer und Spannzylinder kommen zum Einsatz, wenn Automatisierungsanlagen ein Werkstück halten, positionieren, transportieren oder fixieren müssen. Sie sind in Pick-and-Place-Systemen, Roboter-Endeffektoren, Montagemaschinen, Vorrichtungsstationen, Verpackungsanlagen und Prüflinien weit verbreitet. Anders als ein einfacher Zylinder, der nur drückt oder zieht, stehen Greifer und Spannzylinder in direktem Kontakt mit dem Werkstück.
Dadurch wird ihre Auswahl anspruchsvoller. Der Antrieb muss zur Werkstückform, Greifkraft, zum Hub, Backentyp, zur Spannarmlänge, Taktgeschwindigkeit und zum verfügbaren Platz passen. Eine zu geringe Kraft kann dazu führen, dass das Werkstück herunterfällt. Eine zu hohe Kraft kann es beschädigen. Eine mangelhafte Ausrichtung kann ungleichmäßigen Verschleiß oder eine instabile Handhabung verursachen.
Die Kategorie Pneumatikzylinder von HOMIPNEU umfasst Parallelgreifer, 3-Finger-Greifer, Greifer mit niedriger Bauhöhe, Flachgreifer, Fingergreifer, Schwenkspannzylinder, Hebelspannzylinder und Stopperzylinder für unterschiedliche Handhabungs- und Spannaufgaben.
Pneumatische Greifer in Pick-and-Place-Systemen
Pneumatische Greifer halten ein Werkstück, damit es von einer Position zur anderen bewegt werden kann. Ein Parallelgreifer schließt zwei Backen aufeinander zu. Ein 3-Finger-Greifer kann runde oder unregelmäßig geformte Werkstücke zentrieren. Ein Greifer mit niedriger Bauhöhe spart Platz, wenn die Einbauhöhe begrenzt ist.
Produkte wie der pneumatische MHZ2-Parallelgreifer, pneumatische MHL2-Parallelgreifer, pneumatische MHS-Parallelgreifer und der MHSH3-3-Finger-Greifer mit Durchgangsbohrung erfüllen unterschiedliche Greifanforderungen.
Der beste Greifer ist nicht einfach der mit der höchsten Kraft. Entscheidend ist, dass er zur Werkstückgeometrie, Kontaktfläche, zum Backenhub und zur Taktgeschwindigkeit passt.
Greifkraft und Werkstückschutz
Die Greifkraft sollte ausreichen, um das Werkstück während der Beschleunigung, Bewegung und Freigabe zu halten. Eine übermäßige Kraft kann jedoch Abdrücke auf Kunststoffteilen hinterlassen, weiche Materialien verformen oder fertig bearbeitete Oberflächen beschädigen. Für empfindliche Werkstücke können Backenauflagen oder kundenspezifische Greiffinger erforderlich sein.
Das Werkstückgewicht ist nur ein Faktor. Die Reibung zwischen Backen und Werkstück, die Bewegungsgeschwindigkeit, die Beschleunigungsrichtung und der Sicherheitsfaktor beeinflussen ebenfalls die erforderliche Kraft. Ein vertikal gehaltenes Werkstück kann mehr Greifkraft benötigen als dasselbe, von unten abgestützte Werkstück.
Testen Sie den Greifer bei OEM-Maschinen mit echten Werkstücken, einschließlich zulässiger Toleranzabweichungen. Ein Greifer, der bei einem Muster funktioniert, kann bei einer geringfügigen Änderung der Werkstückgröße versagen.
Backenhub und Greiffingerauslegung
Der Backenhub muss den gesamten Größenbereich der Werkstücke abdecken. Ist der Hub zu kurz, kann sich der Greifer zum Beladen nicht weit genug öffnen oder zum sicheren Halten nicht weit genug schließen. Ist der Hub zu lang, kann sich die Taktzeit verlängern und der Greifer größer als nötig sein.
An den Greiferbacken werden häufig kundenspezifische Greiffinger befestigt. Diese sollten so kurz und steif wie praktikabel ausgeführt sein. Lange Greiffinger erhöhen die Momentenbelastung und können die Greifgenauigkeit verringern. Leichte Greiffinger sind bei sich schnell bewegenden Endeffektoren von Vorteil.
Die Greiffinger sollten möglichst so gestaltet sein, dass sich das Werkstück selbst ausrichtet. V-Nuten, weiche Auflagen und geformte Kontaktflächen können die Wiederholgenauigkeit verbessern.
Spannzylinder für Vorrichtungen
Spannzylinder fixieren ein Werkstück während der Bearbeitung, Montage, des Schweißens, der Prüfung oder Verpackung. Sie können das Werkstück nach unten drücken, in Position schwenken oder gegen eine Vorrichtungsfläche halten.
Schwenkspannzylinder wie MKB-Schwenkspannzylinder, ACK-Schwenkspannzylinder und MRB-Schwenkspannzylinder sind nützlich, wenn der Spannarm zum Beladen aus dem Weg geschwenkt werden muss. Hebelspannzylinder wie pneumatische JGL-Hebelspannzylinder eignen sich für Spannaufgaben in Vorrichtungen.
Die Spannkraft hängt von der Zylindergröße, dem Druck, der Armlänge und der Spanngeometrie ab. Lange Arme verringern die wirksame Spannkraft und erhöhen die Belastung.
Stopperzylinder für die Fördertechnik
Stopperzylinder werden eingesetzt, um Paletten, Produkte oder Werkstückträger auf Förderanlagen anzuhalten. Sie müssen wiederholte Stöße aufnehmen und ihre Position zuverlässig halten. In automatisierten Linien kann ein Stopperzylinder Tausende Male pro Tag betätigt werden.
Produkte wie pneumatische RSDQB-Stopperzylinder und pneumatische TWH-Stopperzylinder unterstützen Aufgaben in der Förderautomatisierung und Materialhandhabung.
Prüfen Sie bei der Auswahl eines Stoppers das Lastgewicht, die Fördergeschwindigkeit, die Aufprallenergie, die Einbaulage und ob eine Dämpfung erforderlich ist. Ein zu kleiner Stopper kann schnell verschleißen oder die Last nicht zuverlässig anhalten.
Sensoren und Steuerungslogik
Bei Greifern und Spannzylindern ist häufig eine Positionsbestätigung erforderlich. Eine Maschine muss möglicherweise erkennen, ob ein Werkstück gegriffen, eine Spannvorrichtung geschlossen oder ein Stopper ausgefahren ist. Magnetsensoren, Näherungsschalter oder externe Sensoren können diese Rückmeldung liefern.
Gehen Sie im Interesse von Sicherheit und Zuverlässigkeit nicht davon aus, dass ein Ventilsignal bedeutet, dass sich der Antrieb korrekt bewegt hat. Sensoren helfen dabei, fehlende Werkstücke, blockierte Bewegungen, zu niedrigen Luftdruck oder mechanische Hindernisse zu erkennen.
Bei der Roboterhandhabung sind Signale für den geöffneten und geschlossenen Greifer besonders nützlich, um herunterfallende Werkstücke und Ablauf fehler zu vermeiden.
Häufige Fehler
Ein häufiger Fehler ist, einen Greifer ausschließlich anhand des Werkstückgewichts auszuwählen. Auch Werkstückform, Reibung, Beschleunigung und Greifrichtung sind wichtig. Ein weiterer Fehler besteht darin, lange, schwere kundenspezifische Greiffinger zu verwenden, ohne die Momentenbelastung zu prüfen.
Bei Spannzylindern ist ein zu langer Arm ein häufiges Problem. Er verringert die Kraft und erhöht die mechanische Belastung. Bei Stopperzylindern wird die Aufprallenergie häufig unterschätzt.
Auch eine unzureichende Druckluftversorgung kann Handhabungsprobleme verursachen. Niedriger Druck, kleine Ventile und verengte Schläuche können die Greifkraft verringern oder die Spannbewegung verlangsamen.
Praktische Tipps für Auswahl und Prüfung
Testen Sie Greifer mit echten Werkstücken, statt nur die im Katalog angegebene Kraft zu prüfen. Verwenden Sie Werkstücke mit den kleinsten und größten zu erwartenden Abmessungen und testen Sie Oberflächen, die ölig, staubig, glatt oder leicht strukturiert sein können. Die Kontaktbedingungen können die erforderliche Greifkraft verändern.
Prüfen Sie bei Spannzylindern vor der Bestellung die endgültige Armlänge, den Spannpunkt und die Vorrichtungsgeometrie. Wenn der Spannpunkt weiter vom Drehzentrum entfernt liegt, ändert sich die am Werkstück verfügbare Kraft. Eine Zeichnung der Vorrichtung ist oft hilfreicher als die bloße Modellnummer eines Zylinders.
Simulieren Sie bei Stopperzylindern die tatsächliche Fördergeschwindigkeit und Last. Ein Stopper, der bei langsamer Betätigung von Hand funktioniert, hält wiederholten Stößen im Produktionsbetrieb möglicherweise nicht stand. Bei hoher Liniengeschwindigkeit sollten Dämpfung und Aufprallenergie sorgfältig geprüft werden.
Den Antrieb auf das Werkstück abstimmen
Bei Handhabungsanwendungen sollte das Werkstück und nicht der Antriebskatalog den Ausgangspunkt bilden. Für ein rundes Werkstück kann sich ein 3-Finger-Greifer eignen, da die Backen es zentrieren können. Ein flaches rechteckiges Werkstück lässt sich möglicherweise besser mit einem Parallelgreifer und kundenspezifischen Greiffingern handhaben. Ein Werkstück, das gegen eine Vorrichtung gehalten werden muss, benötigt unter Umständen einen Spannzylinder statt eines Greifers.
Auch die Oberflächenbeschaffenheit ist wichtig. Glattes Metall, weicher Kunststoff, Gummi, ölige Werkstücke und empfindliche fertig bearbeitete Oberflächen erfordern jeweils unterschiedliche Greiffingermaterialien oder Kontaktformen. Schon eine kleine Änderung des Materials der Backenauflagen kann die Greifstabilität verbessern, ohne den Luftdruck zu erhöhen oder einen größeren Antrieb zu wählen.
Verwandte Pneumatikprodukte
Pneumatische Greifer und Spannzylinder arbeiten mit Magnetventilen, Verschraubungen, Drosselventilen, Sensoren, Schläuchen und Druckluftaufbereitungseinheiten zusammen. Prüfen Sie bei einem vollständigen Handhabungssystem Greifkraft, Ventildurchfluss, Schlauchführung und Luftdruck gemeinsam.
HOMIPNEU bietet Parallelgreifer, 3-Finger-Greifer, Greifer mit niedriger Bauhöhe, Spannzylinder, Stopperzylinder und Schwenkspannzylinder für Automatisierungsanlagen und OEM-Maschinen.
FAQ
Wofür wird ein pneumatischer Greifer verwendet?
Er wird zum Halten und Freigeben von Werkstücken in Pick-and-Place-Systemen, bei der Roboterhandhabung sowie in Montage- und Verpackungsmaschinen verwendet.
Wie wähle ich die Greifkraft aus?
Berücksichtigen Sie Werkstückgewicht, Reibung, Beschleunigung, Greifrichtung, Backenmaterial und Sicherheitsfaktor. Testen Sie nach Möglichkeit mit echten Werkstücken.
Was ist ein Schwenkspannzylinder?
Ein Schwenkspannzylinder dreht einen Arm in Position, bevor er die Spannkraft aufbringt. Er eignet sich für Vorrichtungen, die einen freien Zugang zum Beladen benötigen.
Warum lässt ein Greifer Werkstücke fallen?
Häufige Ursachen sind eine zu geringe Greifkraft, niedriger Luftdruck, eine ungeeignete Greiffingerauslegung, hohe Beschleunigung, ölige Werkstücke oder ein falscher Backenhub.
Sind Stopperzylinder mit normalen Zylindern identisch?
Nein. Stopperzylinder sind dafür ausgelegt, Lasten auf Förderanlagen anzuhalten, und müssen gegebenenfalls Stöße und wiederholte Schaltzyklen bewältigen.
Fazit
Pneumatische Greifer und Spannzylinder stehen in direktem Kontakt mit dem Werkstück. Ihre Auswahl muss daher zum Werkstück und zum Maschinenprozess passen. Zuverlässiges Greifen oder Spannen hängt von Kraft, Hub, Backenauslegung, Armlänge, Sensoren und einer stabilen Druckluftversorgung ab. Stimmen diese Details, werden Handhabungssysteme schneller, sicherer und wiederholgenauer.
