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Mechatronik statt Pneumatik: Elektrogreifer beschleunigt Wafer-Handling

Fortsetzung des Artikels von Teil 2.

Vorsicht ist die Mutter der Waferkiste

Greifer mit Karbonbacken Bildquelle: © Gimatic

Der Greifer ist mit Karbonbacken ausgestattet, die eine Federfunktion übernehmen und damit zusätzlich die Greifkraft reduzieren.

„Die größte Herausforderung in dieser Anwendung war für uns die Empfindlichkeit der Wafer“, erinnert sich Harry Kern, Technischer Berater bei Gimatic und Ansprechpartner für Innolas. Der Wafer darf nur an den ersten Millimetern vom Außendurchmesser mit einer Kraft von lediglich 5 Newton gegriffen werden. Ansonsten würde der Greifprozess sein Gefüge zerstören. Das könne ein pneumatischer Greifer nicht mehr leisten.

„Bei unserem Elektrogreifer baut sich die Kraft bedarfsgerecht auf. Das Getriebe bringt die Greifbacken bis zum Widerstand, sprich dem Auftreffen auf den Wafer. Die Backen können sich nicht weiterbewegen, die Spindel arbeitet aber weiter und erzeugt dadurch die Greifkraft. Die Regelkarte im Greifer registriert das und schaltet bei einer voreingestellten Kraft ab“, beschreibt Harry Kern den Greifprozess. Beim pneumatischen System trifft der Greifer mit der kompletten Greifkraft auf einmal auf das Werkstück und würde zumindest einen Wafer zerstören. Innolas hat für diese Anwendung unterstützend noch Karbonbacken konstruiert, die zusätzlich eine Federfunktion übernehmen und damit die Greifkraft reduzieren.

Verwendete Schwenkeinheit Bildquelle: © Gimatic

Die verwendete Schwenkeinheit vom Typ MRE 25180 (links) und der Greifer vom Typ MPPM 1606.

„Die Neuentwicklung war zwar extrem aufwendig, aber dafür ist die Schwenkeinheit jetzt wesentlich einfacher zu produzieren“, resümiert Sven Wollstadt. So konnten Unterhalts- und Entstehungskosten stark reduziert werden. Allein die Produktionszeiten haben sich um ein Drittel verringert. Und auch die einfache Ansteuerung von Greifer und Schwenkeinheit gestatte es, direkt mit den digitalen Signalen in die Steuerung zu gehen. Darüber hinaus profitieren die Anwender von der neuen Lösung aufgrund geringerer Gesamtkosten beziehungsweise Total Cost of Ownership. Denn Gimatic garantiert bis zu 10 Mio. Zyklen Wartungsfreiheit. „Wir sind die einzigen Anbieter, die einen Greifer mit einer 3-Pin-Steuerung mit 24 Volt anbieten und benötigen somit kein Zusatzmodul“, ergänzt Harry Kern. Zudem spart die sehr einfache Ansteuermöglichkeit Programmierung und Schulung des Bedieners.

Generell gehe Harry Kern zufolge in der Konstruktion der Trend dazu, mechatronischen Produkten den Vorzug gegenüber pneumatischen zu geben: „Nicht zuletzt im Zuge der Industrie-4.0-Entwicklung und dem Einzug der kollaborativen Robotik fragen Anwender nun gezielt nach entsprechenden Produkten.“ Und so gibt Kern einen kleinen Vorgeschmack auf Neuentwicklungen aus dem Hause Gimatic: „Wir haben jetzt eine Speedversion im Programm, welche bis zu 120 Greifzyklen pro Minute erreicht. Zudem gibt es eine Greifer-Variante, die im Moment des Erreichens vom Spitzenstrom und Abschalten des Antriebsmotors ein Signal ausgibt. Dieses Signal kann dazu verwendet werden, dieses als ‚Bauteil gegriffen‘ zu definieren.

Autorin:
Angela Struck ist freie Journalistin aus Langenpreising.