Entnahmegreifer

Worum geht’s?

Dieser Entnahmegreifer wurde als Ersatz für einen bestehenden 16-fach Greifer entwickelt. Während das Handlingsystem grösstenteils sowie die Spritzgussmaschine unverändert bleiben, musste der Greifer vollständig neu ausgelegt werden, um eine neue Produktgeneration mit 32 Pipettenspitzen pro Zyklus zuverlässig zu handhaben.

Die Besonderheit dieses Projekts war, dass die Angüsse neu nicht mehr auf der gegenüberliegenden festen Formseite, sondern auf derselben beweglichen Formseite wie die Pipettenspitzen entnommen werden mussten. Dadurch mussten zuerst die Angüsse und anschliessend die Pipettenspitzen entnommen werden. Zudem gibt es verschieden lange Spitzen, wodurch die Angüsse an unterschiedlichen Positionen greifbar sein müssen.

Was war die Herausforderung?

• 32 Pipettenspitzen statt 16 bei gleicher Maschinenplattform
• Zusätzliche Entnahme von 4 grossen Angüssen auf derselben Formseite
• Sehr ungünstige Kollisionssituation mit den Dornen des Werkzeugs
• Erforderlicher Angussgreiferhub bis 80 mm bei möglichst geringer Greiferbreite
• Minimales Gewicht bei über 1000 mm Ausladung
• Saubere Integration von Ventilen, Sensorik und Leitungen ohne äussere Kabel

Besonders kritisch war das Risiko, dass ein ausgefahrener Angussgreiferhub beim Ausfahren aus der Form die Dorne der Pipettenspitzen beschädigen könnte. Zusätzlich musste der Hub flexibel genug sein, um je nach Angussposition unterschiedliche Wege anfahren zu können.

Wie wurde das gelöst?

Der Angussgreiferhub wurde nicht mit einem klassischen Pneumatikzylinder, sondern mit einer schwenkenden Hebelmechanik und Elektromotor realisiert. Das Prinzip ähnelt einer Kurbel-Pleuel-Bewegung, die über Linearführungen in eine lineare Hubbewegung umgesetzt wird. So konnte ein grosser Hub bei sehr kompakter Bauweise erreicht werden.

Die elektrische Lösung bringt mehrere Vorteile: Der Hub kann frei begrenzt, das Bewegungsprofil beliebig angepasst und unterschiedliche Angusspositionen gezielt angefahren werden. Durch die Totpunkte am Hubanfang und Hubende lassen sich die Endlagen besonders fein positionieren. Zusätzlich besitzt der Motor eine integrierte Bremse, damit der Bediener den Hub nicht manuell ausfahren und dadurch im ungünstigsten Fall das Werkzeug beschädigen kann.

Für die Pipettenspitzen wurden neue 3D-gedruckte Saugcluster entwickelt, um das zu evakuierende Volumen hinter dem Ventil möglichst klein zu halten. Dadurch baut sich der Unterdruck schneller auf und die Teile bleiben leicht. Der gesamte neue Greifer wiegt trotz zusätzlicher Funktion nur rund 14 kg und ist damit etwa 3 kg leichter als der ursprüngliche Greifer.

Um das Massenträgheitsmoment an der langen Ausladung zu reduzieren, wurde der Motor des Schwenkhubantriebs über eine lange Welle weit nach hinten in die Nähe der Kugelwagen verlegt. Die Struktur des Greifers wurde aus getrennten vorderen und hinteren Platten mit Versteifungsrippen aufgebaut. Eine FEM-Analyse half dabei, Schwachstellen gezielt zu verstärken und gleichzeitig Material zu entfernen. Wartungsöffnungen mit Deckeln, integrierte Ventile und I/O-Module für die Sensorik wurden von Beginn an berücksichtigt. Nach aussen sind keine sichtbaren Kabel vorhanden – alles ist intern geführt und direkt in die Energiekette eingebunden.