Manipulatoren

Funktion und Aufbau von Manipulatoren

Ein Manipulator verbindet Lastaufnahme, Bewegungsmechanik und Führung zu einem System für wiederkehrende Handhabungsaufgaben. Je nach Ausführung werden Werkstücke linear, schwenkend oder kombiniert bewegt, angehoben, gewendet oder in eine definierte Position gebracht. Typische Bestandteile sind Tragsäule oder Ausleger, Gelenk- oder Führungselemente, Antrieb oder Gewichtsausgleich sowie ein auf das Werkstück abgestimmter Greifkopf. In der Metallverarbeitung steht dabei meist die sichere Führung von schweren, sperrigen oder geometrisch anspruchsvollen Teilen im Vordergrund.

Typische Anwendungen in der Metallbranche

Manipulatoren werden eingesetzt, wenn Bleche, Profile, Schweissbaugruppen, Gussteile oder bearbeitete Werkstücke zwischen Arbeitsstationen bewegt werden müssen. Häufige Anwendungen sind das Beladen und Entladen von Maschinen, das Zuführen von Teilen zu Schweiss- oder Montageplätzen sowie das Drehen von Bauteilen für Bearbeitung, Kontrolle oder Verpackung. Sinnvoll sind sie besonders bei sich wiederholenden Bewegungen mit hohem Gewicht, ungünstigem Schwerpunkt oder erhöhter Anforderung an die Lagegenauigkeit. Auch bei empfindlichen Oberflächen oder definierten Übergabepunkten kann eine geführte Handhabung gegenüber freiem manuellem Transport zweckmässig sein.

Ausführungen nach Kinematik, Antrieb und Werkstückaufnahme

Manipulatoren unterscheiden sich nach ihrer Bewegungsstruktur, etwa als Säulen-Schwenkarm-, Decken-, Portal- oder linear geführte Systeme. Die Unterstützung kann manuell geführt, balanciert oder angetrieben sein, je nach Prozess und gewünschtem Automatisierungsgrad. Für die Werkstückaufnahme kommen unter anderem mechanische Greifer, Vakuumsysteme, Magnetaufnahmen oder spezifisch geformte Aufnahmen in Frage. Welche Ausführung passt, hängt von Geometrie, Gewicht, Oberflächenanforderung, Bewegungsablauf und Übergabeposition des Werkstücks ab.

Abgrenzung zu anderen Handlinggeräten

Innerhalb der Handlinggeräte bezeichnen Manipulatoren das vollständige Handhabungssystem und nicht nur das eigentliche Greifelement. Greifer und Greiferwechsler sind deshalb eher Teilkomponenten oder Werkzeuge eines Manipulators. Doppelgreifer sind auf das parallele oder wechselnde Greifen von Teilen ausgelegt, während Manipulatoren die gesamte Bewegungs- und Führungsaufgabe abdecken. Gegenüber Palettenhandling oder Rohteilhandling sind Manipulatoren weniger auf einen spezifischen Materialfluss beschränkt und eignen sich auch für komplexe Lageänderungen, fein geführte Übergaben oder das Wenden einzelner Werkstücke.