Die menschliche Hand als Vorbild

GMG entwickelt neuartige Robotergreifer mit Kunststoffgleitlagern von igus

Erfinderisch und technisch begabt war Mohsen Saadat schon immer: Als Kind, mit fünf Jahren, erfand der Iraner aus der Not eigene Spielzeuge, baute etwa kleine Autos aus Draht – ganz ohne Werkzeuge. Eine Technikleidenschaft, die den heute 75-Jährigen nie verließ. Mit 19 Jahren zog er nach Deutschland, studierte Ingenieurwesen, unterrichtete als Professor. 1991 gründete er schließlich die GMG – Gesellschaft für modulare Greifersysteme im nordrhein-westfälischen Soest. Wie er berichtet, mit dem Ziel, wissenschaftliche Methoden der höheren Konstruktionslehre mit modernsten Fertigungsverfahren zu kombinieren.

„Innerhalb weniger Jahre ist es uns gelungen, nach dem Vorbild der menschlichen Hand leichte und flexible Greifersysteme für Roboter und Automatisierungsanlagen zu entwickeln“, sagt Saadat stolz. Zahlreiche Branchen hat er von seiner Technologie überzeugt. Zum Einsatz kommen die Greifer, die bis zu sechs einzeln bewegbare Finger und teilweise über 100 Gelenke haben, um Kfz-Räder in der Automobilindustrie zu handhaben, in Abfüllanlagen Säcke beim Befüllen mit Schüttgut aufzuhalten oder zur Verpackung von Wurst und Käse in der Lebensmittelindustrie.

Problem:

Eine der Herausforderungen in diesem Reifeprozess war es, passende Lager für die beweglichen Metallkomponenten des Greifers zu finden, etwa für die Fingergelenke. Keine Kleinigkeit, müssen die Bauteile doch wahre Tausendsassa sein, unter anderem reibungsarm, abriebfest, wartungs- und schmiermittelfrei sowie leicht zu montieren.

Der Einsatz klassischer Wälzlager schied aus. „Wälzlager sind geeignet für dauerhafte Rotationsbewegungen, erfordern die Fertigung genauerer Passungen, bringen eine aufwendige Montage und Demontage mit sich und führen zu metallischen Geräuschen“. Es waren zudem sehr platzsparende Gleitlager notwendig, da sich ansonsten die kompakte Gestaltung der Greifer nicht umsetzen lies. 

Lösung:

Gleitlager aus Hochleistungskunststoffen von igus brachten die Lösung. Sie sind tribologisch optimiert, also hinsichtlich Reibung und Verschleiß verbessert. „Wir setzen seit 1991 auf Gleitlager von igus. Deswegen war von vornherein klar, dass die Polymerlager auch im multifunktionalen Langarmgreifer zum Einsatz kommen. Zu diesen Lagern gibt es in der Automatisierungstechnik, wo stets hin- und hergehende Bewegungen stattfinden, für uns so gut wie keine Alternative“, so Saadat.

Vorteilhaft ist auch, dass die Polymerlager im Vergleich zu vielen klassischen Metalllagern leicht, korrosionsfrei und wartungsfrei sind, da sie dank integrierter Festschmierstoffe einen Trockenlauf ohne einen einzigen Tropfen Schmieröl ermöglichen. „Das ist eine ganz wichtige Eigenschaft. Denn wir könnten unseren Kunden unmöglich zumuten, dass sie den Greifer regelmäßig schmieren müssen.“

Nahezu keine Verschleißspuren nach 200.000 Zyklen

Die iglidur Polymerlager sind so robust, dass die Lager im Idealfall ein Greiferleben von rund 30 Jahren überdauern. „Ein Vorteil für unseren multifunktionalen Greifer, da der Wartungsaufwand sinkt und die Produktivität entscheidend steigt.“ Wie verschleißfest die Lager sind, beweist auch ein Test im hauseigenen Labor von igus, dem größten Testlabor der Branche. Hier traten die Polymerlager einen Wettstreit gegen klassische Metalllager an. Beide Lagertypen schwenkten auf einer gasnitrierten St52-Stahlwelle – mit einer Belastung von 30 MPa und einer Geschwindigkeit von 0,01 Metern pro Sekunde. „Bei den Metalllagern war die Gleitschicht bereits nach 60.000 Zyklen verschlissen“, sagt Stefan Loockmann-Rittich, Leiter des Geschäftsbereichs iglidur Gleitlager.

„Die Gleitlager der Serie iglidur G hingegen zeigten auch nach 200.000 Zyklen nahezu keine Verschleißspuren. Sie sind somit ideal geeignet für einen zuverlässigen und wartungsfreien Einsatz über viele Jahre.“ Eigenschaften, die übrigens auch für einen weiteren Lagertyp gelten, der im multifunktionalen Greifer von GMG zu finden ist: die Linearbuchsen der Serie drylin R (RJM-01-16), die eine kontrollierte und sichere Linearbewegung des Greifergestänges ermöglichen. „Die igus Lager überzeugen uns immer wieder, daher werden wir auch in Zukunft auf die iglidur Polymere setzen“, resümiert Saadat.