PIAB Vakuum GmbH

Dank Fridays for Future ist das Klima und damit auch die Energiewende wieder in aller Munde. Damit diese gelingen kann, braucht es, neben erneuerbaren Energien, Stromspeicher – von Großanlagen bis zur Ladeinfrastruktur für E-Autos. Neben Lithium-Ionen Akkumulatoren, Wasserstoffzellen und Power-to-Gas Anlagen stellen Organic Flow Batterien eine weitere Alternative dar. Für die Fertigung solcher Speicher hat Piab nun einen Spezialgreifer für das Handling von Matten aus organischem Verbundmaterial entwickelt. Und das sozusagen im „High-Speed Verfahren“. Denn zwischen Anfrage und Inbetriebnahme lagen nur drei Wochen. 

Der Vakuumgreifer besteht aus einer Flächeneinheit, die dem Format eine Zelle entspricht, und einer Rahmeneinheit mit Saugnäpfen. Zwischen der Aufnahmeeinheit und der Grundplatte für die Roboterbefestigung befindet sich die Säulenführung mit pneumatischen Doppelhüben und der piCOMPACT® Ejektor zur Vakuumerzeugung. Der Greifer ist zusätzlich mit Zentriereinheiten ausgestattet, um den Greifer am Werkzeug und an der Matte auszurichten, die ebenfalls mit pneumatischen Hüben ausgerüstet sind. 

Bei der Konstruktion des Greifers, stellte die Größe und die geringe Dicke der Matte eine besondere Anforderung an den Greifer, da sie sehr flexibel ist. 

Der Umformprozess beginnt damit, dass der Greifer das Werkzeug mit den Matten aus organischem Verbundmaterial bestückt, die auf einem Stapel in einer Aufnahmeeinheit liegen, wobei er jeweils nur eine Matte aufnimmt. Der Roboterarm schwenkt hinüber zum Umformwerkzeug und der Greifer platziert die Matte auf das Werkzeug. Dabei hält der Greifer in dem Moment an, indem die Matte bündig auf dem Werkzeug aufliegt, um sie mit Zentrierstiften auf dem Werkzeug auszurichten und auf die Halterungsstifte des Werkzeugs einzufädeln.  

„Die Herausforderung bei der Entwicklung und Konstruktion des Greifers bestand darin, die flexible Matte genau in das Werkzeug und auf die Halterungsstifte zu platzieren. Dank der langjährigen Expertise unserer Ingenieure konnte der Greifer auf Anhieb so formgenau und in dem entsprechenden engen Toleranzbereich konstruiert und gefertigt werden, dass er sofort in Betrieb genommen werden konnte,“ erklärt Henrik Vollmer, Leiter der Konstruktion bei Piab die besonderen Anforderungen, die dieses Projekt mit sich brachte. 

Ist die Matte im Werkzeug fixiert und zentriert, fährt der Greifer zurück. Dabei wird die Matte von dem Vakuumgreifer abgeblasen, damit sie sich komplett vom Greifer löst und im Umformwerkzeug haften bleibt. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird die Matte ausgestanzt und in der Mitte mit einem spezifischen Muster geprägt. 

Vollmers erläutert weiter: „Während Piab als Vakuum-Spezialist auf die Entwicklung entsprechender Ejektoren, Saugnäpfe und Aufnahmeeinheiten spezialisiert ist, konnten wir für dieses Projekt nur bedingt auf die Standardprodukte zurückgreifen. Für das Handling der vollflächigen Matte musste eine eigene Vakuum-Flächenaufnahmeeinheit aus Metall entwickelt werden.“ 

Wenn sich die Umformmaschine öffnet, zentriert sich der Greifer erneut auf den Haltestiften des und fährt mittels pneumatischen Hubs in das Werkzeug hinein. Er entnimmt zeitgleich den abgetrennten Rand mit den Saugnäpfen auf seiner Außeneinheit und den umgeformten Innenteil der Matte mit der Flächeneinheit. Der umgeformte Teil wird auf einem definierten Platz abgelegt, während der abgetrennte Rand dem Recycling zugeführt wird. 

Sebastian Liebtrau, Key Account Manager DACH Robotic Gripping bei Piab ergänzt: „Wir haben eine langjährige Erfahrung im Design und der Konstruktion von komplexen Greifern für die Automobilindustrie. Diese Expertise ermöglicht es uns, kundenspezifisch und in kürzester Zeit End-of-Arm-Tools für die verschiedensten Anwendungen zu entwickeln. Während die meisten unserer Kunden aus dem Spritzguss kommen, sind wir auch in der Lage Greifer für andere Materialien als Kunststoff zu entwickeln und diese den jeweiligen Charakteristika des zu handhabenden Werkstoffes anzupassen. Dabei sind neue Anwendungen im Bereich erneuerbare Energien, E-Mobilität und Stromspeicher natürlich eine Herzensangelegenheit.“