> Projektarbeit 2006 <

                                                           Wilkommen bei CLAAS GUSS


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CLAAS GUSS

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Frohnert, Hoppe, Lintel

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Ausarbeitung Greifer


Um die vielen, ständig wechselnden Erzeugnisse der Firma CLAAS GUSS mit einem Roboter verarbeiten zu können Bedarf es eines Greifers am Roboter. Dieser Greifer sollte möglichst variabel sein, denn eine der Hauptkosten einer Roboterlösung sind, die Ständig neu auszufertigenden Greiferfinger bzw. die verschiedenen Greifer selbst. Als weitere Kosten ergeben sich die Montagen der einzelnen Komponenten mit an den Roboter. Somit versuchten wir diese Kosten durch eine kleine Anzahl an Greifvorrichtungen gering zu halten. Die Greifer sollten gängige Zukaufteile sein und viele Werkstücke aus dem Produktprogramm greifen können.

Greifervoraussetzung


Um zu einer möglichst vielseitigen Lösung zu kommen, verglichen wir unterschiedliche Gussteile untereinander und suchten nach Gemeinsamkeiten. Diese Parallelen sollten als Spannflächen für den Greifer des Roboters ausgenutzt werden.
Doch bei diesem Vergleich stellten sich keine nutzbaren Spannelemente heraus. Die einzige Erkenntnis die wir erreichten war, dass viele Bauteile dieselben Speiser besitzen. Diese Speiser waren aber zum greifen nicht geeignet, da deren Oberfläche höchst ungenau und ungleichmäßig erschien.
Danach entschieden wir uns externe Spannelemente an die Bauteile anzubringen um die Werkstücke mit einem Greifer zu Händeln. Diesen wollten wir an der Unterseite der Kalotte (Verbindung zwischen Werkstück und Speiser) anbringen. Somit währen diese zusätzlichen Geometrien im Unterkasten des Bauteils und sollten laut unserer Theorie eine saubere nahezu schwundfreie Oberfläche ergeben. An dieser soll der Roboter das Bauteil greifen, die Konturen bearbeiten und im letzten Arbeitsschritt diesen Anguss mit Karlotte und Zusatzgeometrie abtrennen. Diese Änderung der Bauteile hätte zur Folge, dass sehr viele Bauteile mit dem Roboter und einem Greifer bearbeitet werden könnten.  Nach Rücksprache mit Herrn Hasse, bezüglich der gießtechnologischen Veränderung, und mit Herrn Hauk bezüglich der Machbarkeit stand unsere Lösung. Herr Hasse erklärte uns das es keinen/ kaum Einfluss auf die Bauteile habe, wenn sich die zusätzliche Werkstückgeometrie im unteren Gießkasten befände und auch das nachträgliche anbringen einer solchen Geometrie wurde von Herrn Hauk als „unkritisch“ bezeichnet.

Spannelemente am Werkstück

Danach kontaktierten wir verschiedene Greiferhersteller um eine ideale Form der Kontur zu erreichen. Dabei ergab sich, dass wir eine Wellenkontur mit einem Einstich für die Greifer der Firma Schunk bei dieser Anwendung am idealsten sei. Als nächstes machten wir uns Gedanken über die Dimensionen eines solchen Wellenstummels zum Bewegnen unserer Schwenklager.
Die Wellen sollten einen Durchmesser von 50mm und eine Höhe von ebenfalls 50mm haben um einen sicheren Halt der Bauteile zu gewährleisten. Um einen Formschluss und eine sichere Fixierung zu erreichen entschieden wir uns die Welle mit einem trapezförmigen Einstich von 5mm Tiefe zu versehen. Diese Geometrie ergibt gleichzeitig einen passgenauen Sitz im Greifer, da sich das Werkstück über die schrägen Flanken der Trapeznut selber positioniert.

Diesen Wellenansatz brachten wir mit Hilfe unserer CAD- Software an unserem Referenzstück „Schwenklager“ an und berechneten den erforderlichen Greifer.
Um den optimalen Greifer für die Bauteile zu bestimmen legten wir einige wichtige Eigenschaften der zu bearbeitenden Werkstücke fest und berechneten anschließend die Greifkraft und die in den Greiffingern auftretenden Drehmomente. Da die Projektgruppe der Ansicht ist, dass diese Berechnung bei Firma CLAAS GUSS beim Kauf einer solchen Anlage ständig durchgeführt werden muss um Festzustellen ob die „neuen“ Bauteile mit dem vorhandenen Greifer zu fassen sind haben wir ebenfalls ein Excel Programm zur Erleichterung geschrieben. Diese Befindet sich auf der im Anhang befindlichen CD.
Aufgrund der Ergebnisse einer Berechnung ergaben sich in unseren Katalogen der Hersteller SCHUNK und Sommer Automatic 2 unterschiedliche Dreifingerzentrischgreifer.  Zum ersten der GD316S-B aus dem Hause Sommer mit einer Greifkraft von 10900N und einem Hub von 30mm pro Finger und der Dreifingerzentrischgreifer PZN 125-2 AS von Firma SCHUNK. Dieser verfügt über 9500N Greifkraft und 6mm Hub pro Finger.
Mit diesen Erkenntnissen kontaktierten wir die Firmen um Preise, technische Daten und ähnliches zu erfragen. Dabei gab uns die Firma Sommer Automatic die Auskunft, ihre Greifer seien generell nicht für einen derartigen Einsatz aufgebaut und somit könnten sie keinerlei Garantie geben. Firma SCHUNK gab uns die Auskunft ebenfalls der von uns gewählte Greifer sei nicht in der Lage die unklaren Bearbeitungskräfte aufnehmen zu können aber gaben uns die Information das der PZN plus 160-2 AS diesen Anforderungen entspricht. Somit entschieden wir uns für den genannten Greifer.

Technische Daten des Greifers

Dieser Greifer Verfügt über eine Greifkraft von 16000N, dieses bedeutet unsere gewählte Sicherheit steigt auf 4.
Die Finger des PZN plus160- 2 AS sind gegen unbeabsichtigtes öffnen aufgrund von Druckabfall mechanisch gesichert und verfahren um je 8mm, was eine einfacheres Anfahren der Werkstücke zu Folge hat.

Da die empfohlenen Werkstückgewichte dieses Greifers bei bis zu 50kg liegen bietet uns dieser Dreifingerzentrischgreifer ebenfalls genügend Spielraum beim Einsatz auf anderen Werkstücken.