Pick-and-Place
Handhabungs-Manipulator für einfaches Umsetzen

08.04.2021 In vielen Betrieben werden Kräne, Kettenzüge oder Schlauchheber genutzt, um verpackte Ware mit hohem Gewicht zu bewegen. Für das vertikale Heben und Senken müssen diese Systeme jedoch umständlich über Taster gelenkt werden, was gerade bei einfachen Pick-and-Place-Aufgaben unnötig Zeit kostet. Mit pneumatisch gesteuerten Handhabungs-Manipulatoren lassen sich Arbeitsabläufe schneller, präziser sowie ergonomischer gestalten.

Die Grundeinheit des Handhabungs-Manipulators Speedyfil verfügt über einen doppelten und für die 360°-Drehung ausgelegten Knickarm, der über zwei voneinander unabhängige Stahlseile mit verschiedenen Aufnahmevorrichtungen verbunden wird und das „schwerelose“ Bewegen der Lasten ermöglicht.
© Foto: Dalmec
Die Grundeinheit des Handhabungs-Manipulators Speedyfil verfügt über einen doppelten und für die 360°-Drehung ausgelegten Knickarm, der über zwei voneinander unabhängige Stahlseile mit verschiedenen Aufnahmevorrichtungen verbunden wird und das „schwerelose“ Bewegen der Lasten ermöglicht.

Das auf bis zu 80 Kilogramm Last ausgelegte Modell Speedyfil SP von Dalmec wurde beispielsweise für das zügige Umsetzen von Gütern konzipiert und weist eine schlanke Bauweise sowie ein geringes Eigengewicht von 140 Kilogramm auf. Die Grundeinheit des Handhabungs-Manipulators verfügt über einen doppelten und für die 360°-Drehung ausgelegten Knickarm, der über zwei voneinander unabhängige Stahlseile mit verschiedenen Aufnahmevorrichtungen verbunden wird und das „schwerelose“ Bewegen der Lasten ermöglicht. Die rein pneumatische Steuerung des Manipulators erlaubt dabei äußerst feine Positionierungen. Da der Gelenkarm bis auf einen Radius von 1,4 Meter gekürzt werden kann, eignet sich das Gerät gut für beengte Platzverhältnisse.

„Der Speedyfil SP ist als Zwischenlösung zwischen den Modellen Posivel mit maximal 60 Kilogramm und Posifil mit maximal 140 Kilogramm anzusiedeln, da er auf Basis seiner Grundkonstruktion einen Arbeitshub von 1,65 bis 2,15 Meter aufweist“, erklärt Dieter Hager, Vertriebsleiter bei Dalmec. Das sei beispielsweise beim Palettieren von Produkten ein Vorteil, da hier größere Ablagehöhen erforderlich seien. Die wesentliche Komponente des Handhabungs-Manipulators bildet der doppelte Knickarm, außerdem werden die Applikationen verschiedener Aufnahmevorrichtungen, mit denen sich die Produkte anheben und versetzen lassen, an zwei voneinander unabhängigen Stahlseilen mit der Grundeinheit verbunden. Ein pneumatischer Zylinder, der mit Druckluft beaufschlagt wird, regelt in Kombination mit den Umlenkrollen am Gerät den Gewichtsausgleich der aufgenommenen Last. Die Kraft, die dabei auf den Zylinder wirkt, wird durch zwei voreingestellte Druckluftkreisläufe gesteuert: Der erste Kreislauf gleicht das Gewicht der Aufnahmevorrichtung aus, der zweite Kreislauf ist für das Balancieren der aufgenommenen Last zuständig. Die Einstellung der unterschiedlichen Lastgewichte erfolgt durch eine direkte Betätigung des Bedieners an der Aufnahmevorrichtung oder durch das Führen an der Last selbst.

Pneumatik-Steuerung für Präzision

Durch den speziellen Aufbau sowie das Funktionsprinzip verfügt der Handhabungs-Manipulator über verschiedene Vorteile: So ist die Pneumatik laut Dalmec beispielsweise feinfühliger als elektronische Steuerungen, die etwa bei Kettenzügen Verwendung finden. „Man kann direkt am Produkt oder über die Bedienelemente führen und hat durch die Komprimierbarkeit der Druckluft die Möglichkeit, das Heben und Senken äußerst präzise zu dosieren“, erläutert Hager. Durch den ausschließlich pneumatischen Betrieb – benötigt werden mindestens 0,7 MPa – lässt sich das Gerät einfach warten. Die Konstruktion ist dabei so gestaltet, dass bei einem Ausfall der Druckluft die aufgenommene Last nicht herunterfallen kann. Daneben fixieren Gelenkbremsen die Haupt- und die mittlere Drehachse in jeder vom Bediener angefahrenen Position.

Für eine bessere Ergonomie ist das pneumatisch gesteuerte System so ausgelegt, dass es dem natürlichen Bewegungsablauf des Werkers folgt. Dadurch erzielt der Manipulator nicht nur eine hohe Wendigkeit: „Der Kraftaufwand des Bedieners ist beim Positionieren und Versetzen der Produkte wesentlich geringer als bei anderen Lösungen, da durch die Kinematik und das Zusammenspiel der Grundeinheit mit dem Auslegearm der Bewegungsablauf optimal auf den Werker abgestimmt ist“, so Hager. Der Werker selbst müsse somit nur eine geringe Handkraft für die Bewegung aufbringen, was zu einer ergonomischeren Tätigkeit führe.

Enger Radius durch Gelenkarm-Kürzung

Da es sich bei dem Speedyfil um ein Seilgerät handelt, eignet es sich als kostengünstige Lösung für einfache Pick-and-Place-Aufgaben. Er lässt sich in seiner Konstruktion und funktionellen Ausstattung auf die individuellen Voraussetzungen und Bedingungen im jeweiligen Betrieb abstimmen. Zudem bietet das Gerät eine besondere Option: Er kann auch in engen Fertigungs- und Intralogistikbereichen genutzt werden, da sich seine Gelenkarme soweit kürzen lassen, dass nur noch ein Radius von 1,4 Metern erreicht wird. „Das ist durch eine spezielle Konstruktionsweise bedingt“, sagt Hager. „Beim Speedyfil erreichen wir den erforderlichen Arbeitshub über einen Ausgleichszylinder mit Zahnstange und Umlenkrollen, während bei Posivel und Posifil Ausgleichszylinder mit Aufwickeleinheit für die Seile nach einem Flaschenzug-Prinzip verwendet werden.“ Somit ergibt sich bei diesen Geräten immer eine Mindest-Baumaßlänge, die nicht gekürzt werden kann.

Grundsätzlich kann Speedyfil als stehende, am Boden verfahrbare, hängende oder deckenverfahrbare Version gestaltet werden. Für letztere wird ein spezielles Laufschienensystem verwendet, das die Abdeckung eines größeren Arbeitsbereiches ermöglicht. Hierbei handelt es sich um ein patentiertes Aluminium-Strangguss-Profil, das von Dalmec konzipiert wurde, um außermittige Momente aufnehmen zu können. Anders als bei Stahlprofilen wird hier durch den Einsatz von Kunststoff-Laufwagenrädern eine Abnutzung verhindert. Auch diese Verfahreinheiten wurden von dem Unternehmen konstruiert und lassen sich für die jeweilige Belastung individuell konfigurieren.

Wie die Grundkonstruktion werden auch die Greifer des Speedyfil für den konkreten Anwendungsfall konzipiert: Für das Handling von Kartons beispielsweise eignen sich Saugvorrichtungen sowie pneumatische Parallelgreifer und Pantographen. „Die Aufnahmevorrichtungen können für die unterschiedlichsten kartonverpackten Produkte verwendet werden. Außer dem Maximalgewicht gibt es hier keine Einschränkung“, erklärt Hager. „Die Produkte sollten für die Nutzung mit Saugvorrichtungen jedoch in hochwertigen Kartons verpackt sein, die eine geringe Luftdurchströmung gewährleisten.“

 

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