Mit Klein­st­an­trie­ben fein­füh­lig zugreifen

Ähn­lich wie die mensch­li­che Hand müs­sen auch mecha­ni­sche „Pick-and-Place“-Greifer eine gro­ße Band­brei­te an For­men und Gewich­ten sicher hand­ha­ben. Nun erschlie­ßen kraft­vol­le und dyna­mi­sche Klein­st­an­trie­be von Faul­ha­ber in Ver­bin­dung mit fle­xi­bler Ansteue­rung und anwen­dungs­an­ge­pass­ter Getrie­be­ab­stu­fung neue Mög­lich­kei­ten bei der Fle­xi­bi­li­tät von Greifern.
Ähn­lich wie die mensch­li­che Hand müs­sen auch mecha­ni­sche „Pick-and-Place“-Greifer
eine gro­ße Band­brei­te an For­men und Gewich­ten sicher hand­ha­ben. Wäh­rend die
Hand vom zent­ner­schwe­ren Sack bis zum mil­li­gramm­leich­ten Uhrenzahnrädchen
eine rie­si­ge Band­brei­te an Las­ten abdeckt, ist das bei auto­ma­ti­sier­ten Lösun­gen bis­her ein Wunsch­traum. Fein­füh­lig und prä­zi­se, zuver­läs­sig und lang­le­big, je nach Greif­kon­zept konn­te man bis­her nur ein­zel­ne Aspek­te opti­mie­ren ohne ande­re Eigen­schaf­ten zu beein­träch­ti­gen. Nun erschlie­ßen kraft­vol­le und dyna­mi­sche Klein­st­an­trie­be in Ver­bin­dung mit flexibler
Ansteue­rung und anwen­dungs­an­ge­pass­ter Getrie­be­ab­stu­fung neue Möglichkeiten
bei der Fle­xi­bi­li­tät von Grei­fern, die sich für unter­schied­lichs­te Anwen­dun­gen eig­nen, vom schwe­ren Paket bis hin zum emp­find­li­chen Schlüs­sel­roh­ling oder Reagenz­glas im Labor.
Zupa­cken, Anhe­ben, Zuord­nen und Abset­zen sind für den Men­schen mono­to­ne Arbei­ten, die sich aber gut auto­ma­ti­sie­ren las­sen. Die wich­tigs­te Kom­po­nen­te dabei sind die Grei­fer, also die „Schnitt­stel­le“ vom Gegen­stand, der erfasst wer­den soll, zum vor­de­fi­nier­ten Wunsch das Teil an eine bestimm­te Stel­le zu beför­dern. Gera­de in der Labor­au­to­ma­ti­on sind momen­tan durch die
mil­lio­nen­fach gefor­der­ten Coro­na­tests auto­ma­ti­sier­te „Pick-and-Place“-Lösungen bei der Pro­ben­ana­ly­sen unver­zicht­bar. Die erfor­der­li­che Test­ka­pa­zi­tät kann nur durch eine klei­ne Bau­wei­se, zuver­läs­si­ge Funk­ti­on und mög­lichst war­tungs­frei­en Dau­er­be­trieb erzielt wer­den. Hier haben sich klei­ne, bürs­ten­lo­se Elek­tro­mo­to­ren wie der BX4 von Faul­ha­ber bewährt.
Elek­tro­an­trieb statt Druck­luft bie­tet Mehr­wert Für auto­ma­ti­sche Laborana­ly­sen bie­tet ein voll elek­tri­scher Antrieb einen deut­li­chen Mehr­wert gegen­über her­kömm­li­chen Sys­te­men zum Bei­spiel mit Druck­luft­grei­fern. Statt einer zusätz­li­chen Druck­luft­ver­sor­gung mit Schläu­chen, Fit­ting, Fil­tern und so wei­ter. für den Grei­fer kann ein Elek­tro­an­trieb ein­fach über die vor­han­de­ne Strom­zu­fuhr mit Kabel und Ste­ckern ver­sorgt wer­den. Da die hoch­ent­wi­ckel­ten Test­ge­rä­te alle mit inte­grier­ten Rech­nern für die Ana­ly­se und Steue­rung aus­ge­stat­tet sind, wer­den die Motor­con­trol­ler ein­fach in die Ana­ly­se­um­ge­bung ein­ge­bun­den. Im Gegen­satz zu Pneu­ma­tik-Zylin­dern kön­nen Elek­tro­mo­to­ren zudem selbst Daten rück­mel­den, ent­we­der über ein­ge­bau­te Sen­so­ren wie Encoder bezie­hungs­wei­se Hall­ge­ber oder über den gera­de anlie­gen­den Arbeits­strom, der ein Maß für die Kraft­ent­wick­lung an der Wel­le lie­fert. Die Elek­tro­an­trie­be und ihre Sen­so­ren bau­en kom­pakt und erfül­len die hygie­ni­schen Ansprü­che in der Labor­um­ge­bung. Dadurch las­sen sie sich bei­spiels­wei­se in Gerä­te zur Coro­na­test­aus­wer­tung eben­so inte­grie­ren wie in sol­che zum Frä­sen von Mas­sen­pro­duk­ten wie Autoschlüsseln.

Pro­dukt­ma­na­ger Maik Decker von der badi­schen Zim­mer Group erklärt: „Bis heu­te wird ein Groß­teil der Grei­fer in der Indus­trie pneu­ma­tisch, also mit Druck­luft betrie­ben. Die­se Tech­nik ist aller­dings für hygie­ni­sche Umge­bun­gen, wie sie in Labo­ren, in der Medi­zin oder in der phar­ma- und
medi­zin­tech­ni­schen Indus­trie gefor­dert sind, nicht geeig­net. Des­we­gen wer­den dort Grei­fer mit Elek­tro­an­trieb verwendet.“

Grei­fer­se­rie GEP2000 kann je nach Aus­füh­rung nicht nur bis zu fünf Kilo­gramm schwe­re Kom­po­nen­ten grei­fen, son­dern durch den sehr dyna­mi­schen bürs­ten­lo­sen Motor BX4 (Bild 2) auch sehr fein­füh­lig fili­gra­ne Tei­le wie zer­brech­li­che Reagenz- und Pro­be­röhr­chen umset­zen (Bild 3).

„Zu den Vor­tei­len des elek­tri­schen Antriebs gehört, dass sich die Greif­kraft jeder­zeit an ver­schie­de­ne Objek­te anpasst,“ führt Vol­ker Kim­mig, Team­lei­ter Soft­ware bei der Zim­mer Group dazu aus. „Mit einer ent­spre­chen­den Steue­rung kann der Grei­fer so im lau­fen­den Betrieb zwi­schen zwei unter­schied­li­chen Tei­len wechseln.“

Die Grei­fer sind also fle­xi­bel ein­setz­bar. Aus die­sem Grund geht nicht nur in der Labor­au­to­ma­ti­on der Trend zum elek­tri­schen Antrieb, son­dern auch in ande­ren Bran­chen wie der Auto­mo­bil­in­dus­trie. In bei­den Bran­chen sind zusätz­lich hohe Durch­sät­ze rund um die Uhr bei kur­zen Zyklus­zei­ten gefragt, um die erfor­der­li­chen Stück­zah­len zu erreichen.
Durch den prak­tisch ver­schleiß­frei­en bürs­ten­lo­sen Antrieb in vier­po­li­ger Aus­füh­rung ist ein zuver­läs­si­ger Betrieb über eine hohe Zyklen­zahl sichergestellt.