Auf dem Bild ist eine Greifereinheit inklusive Rahmenaufbau der Zimmer Group für eine Glattwalzanlage in Sibirien zu sehen.

Die Zimmer Group lieferte die komplette Greifereinheit inklusive der vier Greifer, Rahmenaufbau, Verkabelung et cetera. - Bild: Zimmer Group

| von Gregor Neumann, Medien & Kommunikation, Zimmer Group

Der Anruf aus dem fernen Russland kam gegen die Mittagszeit – aus einem kleinen Städtchen namens Nowoaltaisk in der Nähe zur Grenze der Mongolei. Der Mann am anderen Ende der Leitung interessierte sich für eine gasdichte Lösung für die Oberfläche seiner eigens entwickelten Batteriepole, diese wurden bisher für den russischen Markt aus China bezogen und in aufwendiger Handarbeit hergestellt, erinnert sich Ralf Löschner, Firmengründer der Wenaroll Tools and Systems. Er empfahl ihm dafür die Entwicklung einer Glattwalzanlage, denn kostenintensive Verfahren wie Schleifen, Reiben, Läppen, Honen und Polieren lassen sich in den meisten Fällen durch die Glattwalztechnologie ersetzen.

Deutsch-russisches Entwicklungsprojekt bei der Glattwalzanlage

Das umfangreiche Entwicklungsprojekt, das aus der deutsch-russischen Zusammenarbeit entstand, ist eine automatisierte Maschinenanlage zur Verfestigung der Oberfläche von Polen. Sie besteht unter anderem aus einem Gestell mit Antriebseinheit und Unterbau mit verschiedenen Walzeinheiten, einer Greifereinheit mit vier Greifern, einem Schaltschrank, einer Zuführ- und Sortiereinheit sowie einem Bedienpanel. Dieser sogenannte Batteriepol-Glättautomat macht somit das Verdichten der Oberfläche von Batteriepolen aus Bleilegierungen durch Glattwalzen möglich. Die Greifeinheit transportiert die Pole zu den Walzeinheiten, in denen die eigentliche Bearbeitung stattfindet. Für das Glattwalzen werden die Pole gespannt und in Drehung versetzt. Der Glattwalzvorgang findet bei einer maximalen Kraft von 255 Newton und bei einer maximalen Drehzahl von 400 U/min statt. So sind die Pole gasdicht und besitzen eine Oberfläche mit einer Qualität von einer Rautiefe Rz <1 µm.

Fertigungsgeschwindigkeit und Parallelgreifer

Auf diesem Bild sehen Sie eine Modellbau der pneumatischen Greifereinheit der Zimmer Group
In diesem Schrank ist ein Modell der Greifereinheit aufgebaut - Bild: Zimmer Group

Neben der Gasdichte legte der russische Kunde dabei ein besonderes Augenmerk auf die Fertigungsgeschwindigkeit des Automaten: Die Prozessgeschwindigkeit musste sehr hoch sein. Somit beträgt die Bearbeitungszeit maximal acht Sekunden pro Batteriepol.

Einer der zentralen Bestandteile der Anlage sind die vier Parallel-Greifer, die auf einer Alurahmen-Konstruktion montiert sind. Bezüglich der Greifer hatte der Kunde genaue Vorstellungen. Bevorzugt wurden elektrische Greifer mit einer 1-Kabel-Lösung. Diese sollten dabei über eine möglichst kleine Greifkraft verfügen, um die empfindliche Oberfläche des Batteriepols aus Blei nicht zu verletzen. Beim Greifprozess durften keine Macken im Greifgut entstehen. Eine weitere Vorgabe war der mögliche Einsatz langer Greifbacken, beziehungsweise Greiffinger. Diese sollten bei Bedarf je nach Greifgut auch tief in die Vorrichtung eintauchen können.

Auf dem Bild sind Reinhard Berger, Technische Beratung & Verkauf Zimmer Group (links), zusammen mit Ralf Löschner, Geschäftsführer Wenaroll Tools and Systems, zu sehen.
Reinhard Berger, Technische Beratung & Verkauf ZimmerGroup (links), zusammen mit Ralf Löschner, Geschäftsführer Wenaroll Tools and Systems (rechts). - Bild: Zimmer Group

Auftretende hohe Momente werden im Greifer von den langen Backenführungen optimal aufgenommen. Möglich macht dies eine parallel versetzte Anordnung der Greifbacken, die bei kompaktem Bauraum gleichzeitig große Führungslängen erlaubt. Bei der Suche nach einem passenden Greifer entschied sich das Entwicklerteam rund um Chef Ralf Löschner für den Greiferspezialisten Zimmer Group. Speziell für diese Anwendung wählte man vier Modelle der Serie GEP2000 (GEP2010IO-05-A) aus: elektrisch angetriebene Kleinteilegreifer, die sehr einfach anzusteuern sind und die für Montageaufgaben und vor allem das Handling von Kleinteilen (wie zum Beispiel Batteriepole) konzipiert wurden. Für diese Aufgaben bietet die Serie einstellbare Greifkräfte zwischen 40 N und 500 N und Backenhübe zwischen sechs und 16 Millimeter. Darüber hinaus sind die Greifer mit einer mechanischen Selbsthemmung ausgestattet, die den Verlust der Batteriepole bei Stromausfall verhindert. Ein weiterer Grund, warum sich die Greifer bei Wenaroll in der Auswahl befanden, ist deren Maximum an Robustheit und Zuverlässigkeit. Denn die Gehäuse bestehen aus hartanodisiertem Aluminium, und für die Führungen haben die Entwickler auf eine seit Jahrzehnten bewährte Flachführung gesetzt. Damit können 10 Millionen Zyklen ohne Wartung bewältigt werden. Die Zimmer Group lieferte Wenaroll jedoch nicht nur die vier einzelnen Greifer, sondern entwickelte und fertigte durch ihre eigene Abteilung Systeme gleich die komplette Greifereinheit inklusive Rahmenaufbau, Verkabelung und anderes.

Auf dem Bild ist zu sehen, wie der GEP2000-Greifer einen Batteriepol automatisiert greift.
GEP2000-Greifer der Zimmer Group greift einen Batteriepol. - Bild: Zimmer Group

Die GEP2000-Greifer der Zimmer Group sind mit einer integrierten Steuerung ausgestattet und verfügen in der ausgewählten Variante über zwei digitale Eingänge in Kombination mit einem analogen Ausgang zur Abfrage der Backenpositionen. Ein integrierter Analogsensor gibt dabei je nach Backenposition eine Spannung zwischen 0 und 10 Volt aus. Diese Spannung kann nun über eine Analogkarte in der übergeordneten Steuerung ausgewertet werden und macht es so möglich, die Position der Greiferbacken zu bestimmen. Eine besondere Herausforderung war die Entwicklung der Walzeinheit. So musste die Oberfläche der Teile eine große Toleranz aufweisen.

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