In modernen Fertigungsbetrieben sind pneumatisch unterstützte Manipulatoren ein gängiger Automatisierungstechnik-Ansatz, der hochrepetitive und risikoreiche Arbeiten wie Handhabung, Montage und Schneiden ermöglicht. Aufgrund der unterschiedlichen Bearbeitungsanforderungen müssen motorbetriebene Manipulatoren häufig kundenspezifisch angepasst werden. Worauf ist daher bei der Konstruktion pneumatisch unterstützter Manipulatoren zu achten?
Um eine bessere Automatisierungsleistung zu erzielen, sollten pneumatische Kraftmanipulatoren auf folgende Aspekte achten.
1. Die Geschwindigkeit pneumatisch unterstützter Manipulatoren für die Fertigung sollte an die Geschwindigkeit manuell bewegter Objekte angepasst werden, im Allgemeinen innerhalb von 15 m/min. Die genaue Geschwindigkeit ist den jeweiligen Anforderungen entsprechend zu berechnen. Eine zu geringe Geschwindigkeit beeinträchtigt die Effizienz, während eine zu hohe Geschwindigkeit zu Eigenschwingungen und damit zu einer geringeren Stabilität der Anlage führen kann.
2. Bei Lasten beträgt die manuelle Zug- und Schubkraft üblicherweise 3–5 kg. Ist die vorgegebene Zug- und Schubkraft hingegen sehr gering, erzeugt das Objekt Trägheit, was die Stabilität des kraftunterstützten Manipulators beeinträchtigt. Um die Trägheit zu überwinden, muss daher bei der Konstruktion darauf geachtet werden, dass die verschiedenen Gelenke des Ausgleichsarms über eine angemessene Reibung verfügen.
3. Das Übersetzungsverhältnis des kraftunterstützten Manipulators beträgt 1:5, 1:6, 1:7,5 und 1:10, wobei 1:6 der Standardwert ist. Eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses vergrößert den Arbeitsbereich, jedoch sollte eine zu große Erhöhung entsprechend reduziert werden.
4. Bei Einsatz in staubigen Anlagen wie Gießereien und Schmieden muss das Drehgetriebe gut abgedichtet sein, da sonst seine Lebensdauer beeinträchtigt wird. Die Lager des rotierenden Teils des Ausgleichsarms müssen mit Fett abgedichtet werden.
5. Der kleine Querträger muss ausreichend steif sein. Hebt sich der Ausgleichsarm unter Volllast, verformt sich der kleine Querträger aufgrund unzureichender Steifigkeit, was die Änderung der Ausgleichsfläche unter Last beeinflusst.
6. Der Lochabstand der Bauteile wie großer Querträger, kleiner Querträger, Hubarm und Stützarm muss die Hebelwirkung der Befestigung gewährleisten, da er sich sonst auch auf die Veränderung der Ausgleichsfläche im unbelasteten Zustand auswirkt.
7. Der Abstand zwischen den beiden Lagern auf dem Drehsitz des Drehgetriebes darf nicht zu gering sein, da dies zu einer Beeinträchtigung des Drehteils des Manipulators führen kann.
8. Bei der Installation eines fest installierten pneumatischen Kraftmanipulators muss zunächst die Nivellierung der horizontalen Führungsnut vorgenommen werden; der Unebenheitsgrad darf 0,025/100 mm nicht überschreiten.
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Veröffentlichungsdatum: 04.08.2025