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Vakuum-Greifer an kollaborativen Robotern (kurz Cobots) ermöglichen Anwendungen wie Pick-and-Place, Etikettierung oder Palettierung. Damit sie an verschiedenen Cobots sicher und schnell gelingen, bietet SMC die Serie ZXP-X1 in mehreren Variationen.

Seit der Entwicklung der ersten kollaborativen Roboter durch James Edward Colgate und Michael A. Peshkin im Jahr 1996 hat sich eine Menge getan: Zahlreiche internationale Hersteller haben sich auf dem Markt etabliert und Cobots gehören industrieweit zur Standardausrüstung. Dank eigener Sensoren arbeiten sie direkt und sicher mit Menschen zusammen und unterstützen diese in verschiedenen Branchen: der Nahrungsmittelindustrie und Medizintechnik, der Papier- und Verpackungsindustrie, der Forstwirtschaft, der allgemeinen Automatisierungs- und Fertigungsindustrie und viele mehr. Speziell für Pick-and-Place-Anwendungen, bei Beförderungslinien, bei der Palettierung oder der Etikettierung werden Cobots mit Vakuum-Greifern ausgestattet, um hierbei für sichere und zugleich schnelle Prozesse zu sorgen. Zugleich gilt hier, was in der industriellen Automation gang und gäbe ist: Während Kundenanforderungen sich schnell ändern können, bleiben die Ansprüche an die Prozesssicherheit und damit auch an Wartung und Instandhaltung stets gleichbleibend hoch.

Mit der Serie ZXP7-01-X1 für Universal Robots hatte der Anbieter SMC bereits eine Vakuum-Greifereinheit im Portfolio, die unter anderem dank Plug-and-Play den Zeitaufwand für deren Inbetriebnahme verringerte und diversen Cobot-Herstellern zugleich hohe Flexibilität für ganz unterschiedliche Anwendungsfälle bot. Um die Spannbreite an unterschiedlichen Cobots von verschiedenen Herstellern noch weiter abzudecken, hat der Spezialist für elektrische und pneumatische Automatisierung zusätzlich die Serien ZXP7-41-X1, ZXP7-21-X1, ZXP7-11-X1 sowie ZXP7-X1-ASSISTA entwickelt. Damit lassen sich die Cobot-Serie TM von OMRON Corporation und TECHMAN ROBOT Inc., die Serien CRX-10iA und CRX-10iA/L der Fanuc Corporation, die Serie MOTOMAN-HC10DT der Yaskawa Electric Corporation und schließlich die Serie MELFA ASSISTA der Mitsubishi Electric Corporation mit hocheffizienten Vakuum-Greifereinheiten ausstatten. Doch welche Vorteile bieten sich Anwendern genau?

Der Markt von Cobots ist hochdiversifiziert mit einer ganzen Reihe verschiedener Hersteller. Daher müssen auch Vakuum-Greifereinheiten je nach Hersteller unterschiedliche Anforderungen erfüllen, um kompatibel zu sein und damit Prozessingenieuren zusätzliche Flexibilität bei der Auswahl zu bieten. Mit der Serie ZXP-X1 und ihren Variationen ermöglicht SMC das Anbringen an diverse Cobot-Serien von fünf Herstellern. Die Inbetriebnahme gelingt sehr schnell und einfach dank intuitiver Programmierung sowie dem mühelosen Anschluss der Luftversorgungsleitung und der elektrischen Verdrahtung. Mit Ausnahme der Serien ZXP7-11-X1 und ZXP7-X1-ASSISTA sind alle weiteren Variationen von Vakuum-Greifereinheiten der Serie ZXP-X1 von SMC außerdem Plug-and-Play-fähig, was die Installation und Inbetriebnahme zusätzlich vereinfacht und beschleunigt. Über den Sauger-Montageflansch, der der Normierung ISO9409-1-50-5-M6 entspricht, lassen sich auch die Vakuumsauger problemlos anbringen. Zudem sorgt ein am Vakuumanschluss angebrachtes Gittergewebe für zusätzliche Prozesssicherheit, da dadurch Fremdkörper nicht in das System eindringen können.

Je nach Branche und Anwendungsfall ist ein Handling von verschiedenen Werkstücken aus ganz unterschiedlichen Materialen nötig. Das wirkt sich wiederum auf die Bestückung von Vakuum-Greifereinheiten mit den entsprechenden Vakuum-Saugern aus – von der Anzahl über die Saugerform und das Material bis hin zum Durchmesser. So müssen Ingenieure für ein schnelles und zugleich sicheres Handling eine genaue Auswahl treffen, die unter anderem vom Material, der Oberflächenbeschaffenheit und dem Gewicht eines Werkstücks abhängt. Je mehr Optionen sie zur Auswahl haben, desto flexibler sind sie, um verschiedene Anwendungsfälle abdecken zu können.

Mit der Vakuum-Greifereinheit der Serie ZXP-X1 – hier die Serie ZXP7-21-X1 für den Cobot-Hersteller Fanuc Corporation – erreichen Anwender dank eines maximalen Vakuums von -84 kPa eine besonders hohe Prozesssicherheit, bei zugleich schneller Evakuierung und damit schneller Taktzeit durch einen Saugvolumenstrom von 17 l/min (ANR). (Bild: SMC Deutschland GmbH)

Die Serie ZXP-X1 von SMC und ihre Erweiterungen lassen sich für ganz unterschiedliche Fälle individuell bestücken. So können nicht nur 1, 2 oder 4 Vakuum-Sauger am Greifer angebracht werden, sondern auch verschiedene Saugervarianten. So haben Anwender etwa bei der Saugerform die Auswahl zwischen flach, flach mit Rippen, dünn flach, als Faltenbalg oder als mehrstufiger Faltenbalg. Bei den Materialien stehen NBR, Silikonkautschuk, Urethankautschuk oder FKM zur Verfügung. Auch beim Durchmesser gibt es eine große Bandbreite von 8, 10, 13, 16, 20, 25, 30 oder 32 mm. Zudem können die Sauger mittels Befestigungsflansch zum einen mit unterschiedlichen Abständen befestigt und zum anderen bei externer Vakuumquelle separat verwendet werden.

Entscheiden sich Anwender optional dazu, das Vakuumsicherheitsventil der Serie ZP2V von SMC anzubringen, kann das Vakuum auch bei nicht belegten Saugern während des Transfers aufrechterhalten werden. Prozesse werden dadurch zusätzlich optimiert.

Neben dem Eigengewicht hängt das bei der Bewegung von Cobots auftretende Massenträgheitsmoment auch vom Gewicht der angebrachten Vakuum-Greifereinheiten ab. Ist dieses möglichst gering, wirkt sich das positiv auf die Trägheit aus – schnellere und dynamischere Prozesse werden möglich. Parallel dazu sollte gewährleistet sein, dass Vakuum-Greifereinheiten einerseits über eine hohe Leistungsfähigkeit bei hoher Prozesssicherheit verfügen. Andererseits sollten sie mit Blick auf Kosten und Klimaschutz einen geringen Druckluftverbrauch aufweisen.

Mit lediglich 794 g (Serie ZXP7-21-X1) und maximal 1018 g (Serie ZXP7-X1-ASSISTA) sind die Vakuum-Greifereinheiten von SMC sehr leicht – inklusive Sauger, Adapter und Sauger-Montageflansch. Die kompakte Bauweise gewährleistet ein geringes Gewicht, obwohl alle Varianten der Serie ZXP-X1 als All-in-One-Einheit konzipiert wurden und damit neben dem Vakuumerzeuger auch den Vakuumsauger, das Belüftungs- und Versorgungsventil und einen Drucksensor beinhalten. Dabei erzeugen sie bei einem Druckluftverbrauch von nur 57 l/min (ANR) ein maximales Vakuum von −84 kPa, was für eine besonders hohe Prozesssicherheit sorgt. Zudem liegt der Saugvolumenstrom bei 17 l/min (ANR) – Anwender profitieren damit von einer schnellen Evakuierung und demzufolge von schnellen Taktzeiten.

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