Pick&Place-Einheit

Parallele Kinematik für kurze Hübe

| Redakteur: Gudrun Zehrer

Innovative Pick&Place-Lösung für hochdynamische, schnell taktende Anwendungen. Das Bild zeigt einen ParaPicker PP02 in abgedichteter Version.
Innovative Pick&Place-Lösung für hochdynamische, schnell taktende Anwendungen. Das Bild zeigt einen ParaPicker PP02 in abgedichteter Version. (Jung Antriebstechnik u.Automation)

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Mit seinem ParaPicker PP02 bietet Kinematik-Spezialist Jung (JA2 GmbH) eine innovative und kostengünstige Systemlösung für schnell taktende Pick&Place-Aufgaben in der Montage-, Handhabungs-, Prüf- und Verpackungstechnik. Aufgrund ihrer Parallelkinematik entfaltet die mit zwei Linearmotor-Modulen direkt angetriebene Einheit außergewöhnliche Beschleunigungs- und Geschwindigkeitswerte.

Besonders geeignet für Anwendungen in rauen Umgebungen ist eine gegen Schmutz und Staub abgedichtete Ausführung des ParaPicker PP02.

Zwei Linearmotor-Module in einem Verbindungsblock

Der aktuell angebotene PP02-ParaPicker ist ein effizientes Leichtbau-System, bestehend aus zwei Linearmotor-Modulen des Typs HighDynamic, die in einem Verbindungsblock parallel angeordnet sind – was dieser Pick&Place-Lösung dann auch ihren Namen verleiht. Eine Delta-Hebelkinematik verbindet die zwei Stirnplatten der Module mit dem sogenannten TCP, dem Tool Center Point für die Applikationsadaption. Da sowohl die beiden Linearmotor-Module als auch die Hebelkinematik sehr steif und absolut spielfrei ausgeführt sind, lassen sich mit dem PP02-ParaPicker auch anspruchsvolle Pick&Place-Anwendungen mit höheren Anforderungen an die Genauigkeit realisieren, so der Hersteller.

Verzicht auf Kabel vereinfacht Einbau und Wartung

Ein Pluspunkt der parallelen Anordnung der Linearmotoren besteht darin, dass beide Antriebe fest montiert sind. Infolgedessen kann diese Konstruktion völlig auf den Einsatz bewegter Kabel verzichten. Das vereinfacht ihren Einbau in montage-, verpackungs- oder prüftechnische Vorrichtungen und senkt den Wartungsaufwand.

Für hochdynamische Pick&Place-Anwendungen

Darüber hinaus bietet die Delta-Hebelkinematik den Vorteil, dass sich in der horizontalen X-Richtung die Kräfte der beiden Linearmotoren addieren können, wodurch ein großes Kraftpotential besteht. In der Z-Bewegungsrichtung lässt sich durch die besondere Geometrie der Hebelkinematik ein Übersetzungseffekt ins Schnelle erzielen.

Aus all diesen Gründen ist der PP02-ParaPicker prädestiniert für hochpräzise Anwendungen mit relativ kleinen, d.h. kurzen Horizontal- und Vertikalhüben. Gerade bei Bewegungen in der Z-Achse sind dabei außerordentlich hohe Verfahrgeschwindigkeiten und Beschleunigungen zu erzielen, da sich zusätzlich zur beschriebenen mechanischen Übersetzung ins Schnelle ein Effekt ergibt, der aus der gegenläufigen gleichzeitigen Bewegung der Linearmotorachsen resultiert.

Abgedichtete tubulare Linearmotoren

Weitere Eigenschaften des ParaPicker ergeben sich direkt aus der Verwendung tubularer Linearmotoren. Da nämlich deren Motoraufbau einen runden Querschnitt hat, ist es laut Jung relativ leicht möglich, die Motoren mit ihren magnetischen Läufern abzudichten.

Das bedeutet konkret: Der ParaPicker PP02-37 ist ein Pick&Place-System, bei dem die Gelenke der Hebelkinematik und die Führungswagen abgedichtet sind. Der Anwender erhält damit eine ideale Handhabungslösung für den Einsatz in schmutzigen und staubigen Produktionsumgebungen, wie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie oder auch der Keramik- und Sintertechnik.

Mehr Support für die Steuerungstechnik

Im Gegensatz zu serieller Kinematik stellt die ParaPicker-Technologie an den Steuerungstechniker erhöhte Ansprüche. Denn anders als bei der klassischen seriellen Kinematik erfolgt beim ParaPicker die TCP-Bewegung nicht rein kartesisch, sondern auf Kreisbahnen. Mit anderen Worten: Bewegungsautomation und die Steuerungsprogrammierung erfordern einen höheren rechnerischen Aufwand.

Da Jung jedoch die nötigen Algorithmen bereitstellt, kann der Kunde die Integration der Bewegungsautomation der ParaPicker-Technologie in gängige Steuerungen selbst bewerkstelligen. Das gilt unabhängig vom eingesetzten übergeordneten Steuerungssystem. Außerdem bieten inzwischen immer mehr Steuerungshersteller fertige NC-Pakete an, mit denen auch die ParaPicker-Kinematik mathematisch modelliert und einfach in Bahnkurvensteuerungen integriert werden können.

Passende Positioniercontroller zur Anbindung an Feldbusse

Für die Ansteuerung seiner PP02-ParaPicker gibt es zudem passende Positioniercontroller, die sich an alle industriellen Feldbussysteme anbinden lassen. Damit können diese vielseitig einsetzbaren Pick&Place-Einheiten an allen gängigen NC-Steuerungen und SPS betrieben werden. Die Controller verfügen zwecks Maschinensicherheit auch über die erforderlichen Sicherheitsfunktionen, also etwa STO (Save Torque Off). Weitere Sicherheitsfunktionalitäten für die Controller sind derzeit in der Entwicklung.

Zwei Baugrößen mit starken Linearantrieben

Den ParaPicker PP02 gibt es in zwei Baugrößen mit unterschiedlichen Kräften und Arbeitsflächen. Für Anwendungen mit kleinen Nutzlasten (typ. 0,25 kg) und sehr hohen Taktzahlen maßgeschneidert ist der PP02-23x160. Mit einer Kraft von bis zu 274 N realisiert er in X-Richtung Hübe von bis zu 180 mm (X); in der Z-Achse erreicht er mit maximal 137 N Hübe von bis zu 110 mm. Sein großer Bruder ist der PP02-37x120, der für größere Nutzlasten (typ. 1,0 kg) ausgelegt ist. Mit deutlich mehr Kraft (bis 510 N) deckt er einen größeren Arbeitsraum von bis zu 280 mm in X- und 120 mm in Z-Achse ab. Beide ParaPicker PP02 erreichen mit ihren HighDynamic Linearantrieben hohe Verfahrgeschwindigkeiten von 3,0 m/s und Beschleunigungen von 100 m/s2.

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