Handlingsysteme

Präzise greifen, sicher bewegen

Präzision und Sicherheit in Bewegung – intelligente Antriebstechnik für Handlingsysteme

Höchste Präzision und Sicherheit bei dynamischen Bewegungsabläufen

Handlingsysteme bewegen Werkstücke, Werkzeuge und Baugruppen durch automatisierte Produktionsprozesse. Sie greifen, positionieren, heben, drehen, verschieben und übergeben – oft in sehr kurzen Zykluszeiten und mit hoher Wiederholgenauigkeit.

Dabei muss die Bewegung nicht nur schnell, sondern auch sicher sein. Ein Greifer darf ein Bauteil nicht unkontrolliert freigeben. Eine vertikale Achse muss eine Last auch bei einem Spannungsausfall zuverlässig halten.

Und wenn ein Roboterarm oder eine Transferachse auf ein Hindernis trifft, sollte aus der Kollision nicht automatisch ein größerer Maschinenschaden werden.

Moderne Handlingsysteme verbinden deshalb Dynamik mit Schutzfunktionen. Kupplungen, Bremsen und Aktuatoren übernehmen dabei wichtige Aufgaben: Sie übertragen Drehmoment, sichern Positionen, begrenzen Überlasten und unterstützen kontrollierte Bewegungsabläufe. So entsteht aus einzelnen Achsen, Greifern und Modulen ein zuverlässiges Handlingkonzept.

Wenn jede Bewegung sicher ankommen muss

Mönninghoff-Komponenten können in unterschiedlichen Handlingsystemen zum Einsatz kommen, zum Beispiel

  • in Pick-and-Place-Systemen für das schnelle Aufnehmen und Ablegen von Bauteilen
  • in Robotikachsen und Greifermodulen
  • in vertikalen Hub- und Positionierachsen
  • in Transfer- und Montageanlagen
  • in automatisierten Zuführ- und Sortiersystemen
  • in Palettier- und Depalettiersystemen
  • in hochdynamischen Umsetz- und Verpackungsprozessen
  • in Prüf- und Messsystemen mit wiederholgenauen Bewegungen
  • in kollaborativen oder besonders kompakten Automationslösungen

Die Aufgaben reichen dabei von kurzen, schnellen linearen Bewegungen bis zu komplexen rotativen Achsbewegungen. Manche Anwendungen benötigen eine hohe Positioniergenauigkeit. Andere verlangen nach einer zuverlässigen Haltefunktion oder einem definierten Verhalten bei einer Kollision.

Gemeinsam ist allen Einsatzfällen – Die Antriebstechnik muss zur Bewegungslogik der Maschine passen und auch bei hoher Dynamik zuverlässig reagieren.

Die Anforderungen an Kupplungen und Bremsen

Handlingsysteme stellen an ihre Antriebskomponenten besondere Anforderungen

  • Hohe Positionsgenauigkeit Werkstücke und Werkzeuge müssen zuverlässig an der vorgesehenen Stelle ankommen.
  • Kurze Reaktionszeiten Bewegungsbefehle sollen ohne unnötige Verzögerung umgesetzt werden.
  • Hohe Wiederholgenauigkeit Auch nach vielen Zyklen muss die Bewegung stabil und reproduzierbar bleiben.
  • Sicheres Halten Vertikale Achsen, Hubmodule und Greifer müssen Lasten auch im Stillstand zuverlässig sichern.
  • Schutz vor Kollisionen und Blockaden Überlasten sollen möglichst schnell erkannt und mechanisch begrenzt werden.
  • Kontrolliertes Abbremsen Dynamische Bewegungen müssen ohne unnötige Schwingungen oder harte Anschläge zum Stillstand kommen.
  • Geringes Verdrehspiel Für präzise Positionierung und synchronisierte Achsen ist eine spielfreie Kraftübertragung wichtig.
  • Kompakte Bauform Besonders an Roboterachsen und Greifmodulen ist Bauraum knapp.
  • Energieeffizienz Halte- und Bremsfunktionen sollen möglichst wenig Energie benötigen.
  • Hohe Lebensdauer Automatisierte Systeme arbeiten oft im Dauerbetrieb mit sehr vielen Bewegungszyklen.

Gute Integration in Steuerung und Sensorik: Schalt-, Halte- und Überlastzustände müssen mit dem Gesamtsystem zusammenspielen.

Das Ziel ist eine Bewegung, die schnell genug für den Prozess und kontrolliert genug für Mensch, Maschine und Werkstück ist. Oder kurz: Dynamik mit Sicherheitsgurt.

Schalten, halten, schützen

Mönninghoff entwickelt Kupplungs- und Bremssysteme für Handlingsysteme, die auf Bewegungsprofil, Drehmoment, Drehzahl, Last, Bauraum und Sicherheitskonzept abgestimmt werden.

Überlastkupplungen

Eine Überlastkupplung kann den Kraftfluss begrenzen oder trennen, wenn ein definiertes Grenzmoment überschritten wird. Sie schützt dadurch nachgeschaltete Komponenten vor Schäden, wenn ein Greifer blockiert, ein Werkstück verkantet oder eine Achse auf ein Hindernis trifft.

Mögliche Einsatzaufgaben sind

  • Schutz von Roboter- und Handlingachsen bei Kollisionen
  • Absicherung von Greifermodulen und Werkzeugen
  • Schutz von Transfer- und Zuführeinheiten vor Blockaden
  • Begrenzung von Lastspitzen in dynamischen Bewegungen
  • schnellere Wiederaufnahme des Betriebs nach einer Störung

Je nach Anwendung können Auslösewert, Rückstellung und Anbindung an die Steuerung berücksichtigt werden. So wird aus dem Überlastschutz ein planbarer Bestandteil der Maschinenfunktion – und nicht erst im Fehlerfall ein überraschender Hauptdarsteller.

Elektromagnetische Zahnhaltebremsen

Elektromagnetische Zahnhaltebremsen sichern Achsen formschlüssig und können eine zuverlässige Haltefunktion auch bei Stromausfall unterstützen. Sie eignen sich besonders für vertikale Achsen, Hubmodule und Greiferarme, bei denen eine Last im Stillstand sicher gehalten werden muss.

Typische Einsatzbeispiele sind

  • vertikale Roboter- und Handlingachsen
  • Hubmodule in Montage- und Transferanlagen
  • Greiferarme mit empfindlichen oder schweren Werkstücken
  • Positionierachsen bei Wartung und Rüstvorgängen
  • Haltefunktionen in sicherheitskritischen Bewegungsabläufen

Durch die kompakte Bauweise lassen sich solche Bremsen auch in Achsen mit begrenztem Bauraum integrieren. Entscheidend ist die Abstimmung von Haltekraft, Schaltzeit, Last und Sicherheitskonzept.

Magnetorheologische Fluidbremsen

Magnetorheologische Fluidbremsen ermöglichen ein stufenlos regelbares Bremsmoment und eine variable Dämpfung. Sie können für Anwendungen interessant sein, bei denen Bewegungen kontrolliert verzögert und empfindliche Werkstücke oder Mechaniken geschont werden sollen.

Mögliche Einsatzfelder sind

  • Soft-Stop-Funktionen an dynamischen Achsen
  • kontrolliertes Abbremsen von Greifern und Schlitten
  • Dämpfung bei wechselnden Lasten
  • feinfühlige Bewegungssteuerung in sensiblen Montageprozessen
  • variable Verzögerung bei unterschiedlichen Produkten oder Werkzeugen

Gerade bei schnellen Bewegungen kann ein sanfter Stopp entscheidend sein. Denn das Werkstück soll ankommen – nicht nach der Landung noch ein kleines Eigenleben entwickeln.

Elektromagnetische Zahnkupplungen

Elektromagnetische Zahnkupplungen ermöglichen formschlüssige Schaltvorgänge mit hoher Wiederholgenauigkeit. Sie eignen sich, wenn Antriebszweige, Werkzeuge oder Achsen definiert verbunden und getrennt werden müssen.

Mögliche Aufgaben sind

  • das Zu- und Abschalten von Antrieben
  • definierte Werkzeug- und Formatwechsel
  • die Synchronisation rotativer Bewegungen
  • Schaltvorgänge bei hohen Drehmomenten
  • Anwendungen mit möglichst geringem Verdrehspiel

Die formschlüssige Verbindung unterstützt einen klaren mechanischen Schaltzustand und kann damit die präzise Positionierung und Synchronisation der Anlage unterstützen.

Tauchspulaktuatoren

Tauchspulaktuatoren eignen sich für hochdynamische lineare Bewegungen. Sie können kurze Betätigungs-, Positionier- und Schaltaufgaben übernehmen, wenn eine direkte und wiederholgenaue Bewegung auf kleinem Bauraum gefragt ist.

Mögliche Einsatzbeispiele sind

  • schnelle Greifer- und Verriegelungsbewegungen
  • kompakte Werkzeugbetätigungen
  • lineare Positionierung in Montageanlagen
  • schnelle Schaltbewegungen an Zuführ- und Prüfmodulen
  • kurze Hübe in hochdynamischen Handlingachsen

So lassen sich schnelle lineare Bewegungen dort realisieren, wo eine große Mechanik unnötig wäre oder nicht in das Achskonzept passt.

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Handlingsysteme, die Bewegung beherrschen

Ob Pick-and-Place, Greifmodul, Roboterachse, Transferstation oder automatisierte Montage: Mönninghoff entwickelt Kupplungen, Bremsen, Überlastsysteme und Aktuatoren für Handlingsysteme, die präzise, sicher und dauerhaft zuverlässig arbeiten.

Sie entwickeln ein neues Handlingsystem, möchten eine Robotikachse absichern oder suchen eine kompakte Lösung für präzises Halten und dynamisches Bremsen? Sprechen Sie mit unseren Experten über Drehmoment, Kraft, Zykluszeit, Überlastschutz, Haltekraft und Bauraum. Gemeinsam bringen wir alles sicher an seinen richtigen Platz.

Verlässliche Technik für kritische Testsysteme

Präzision ist eine Systemaufgabe

Ein Handlingsystem besteht nicht aus einer einzelnen Achse. Motor, Getriebe, Kupplung, Bremse, Aktuator, Sensorik und Steuerung müssen als Gesamtheit funktionieren. Schon kleine Abweichungen können sich bei hohen Zykluszahlen auf Positioniergenauigkeit, Werkzeugstandzeit und Prozessqualität auswirken.

Für die Auslegung können unter anderem folgende Parameter berücksichtigt werden

  • Drehmoment und Drehzahl
  • lineare Kraft und Hub
  • Beschleunigung und Verzögerung
  • Masse und Massenträgheit der bewegten Baugruppen
  • Zykluszeit und Schaltfrequenz
  • gewünschte Positionier- und Wiederholgenauigkeit
  • Lastprofil und mögliche Kollisionsszenarien
  • Halte- und Bremsmoment
  • Verdrehspiel und Torsionssteifigkeit
  • verfügbarer Bauraum und Anschlussgeometrie
  • Anforderungen an Sensorik, Steuerung und Diagnose
  • Temperatur, Vibration und weitere Umgebungsbedingungen

Mönninghoff entwickelt daraus eine Lösung, die nicht nur einzelne Kennwerte erfüllt, sondern sich in den tatsächlichen Bewegungsablauf des Handlingsystems integrieren lässt.

Sicherheit für Mensch, Maschine und Werkstück

Bei Handlingsystemen können Fehler unterschiedliche Folgen haben. Ein blockierter Greifer kann das Werkstück beschädigen. Eine ungebremste vertikale Achse kann die Maschine oder Personen gefährden. Eine Kollision kann zu langen Stillstandszeiten führen.

Deshalb sollten bereits bei der Auslegung folgende Fragen betrachtet werden

  • Wie reagiert die Achse bei einem unerwarteten Hindernis?
  • Wann soll der Überlastschutz auslösen?
  • Wird die Auslösung an die Steuerung gemeldet?
  • Wie wird eine vertikale Last bei Energieausfall gehalten?
  • Wie wird ein dynamischer Bewegungsablauf kontrolliert gestoppt?
  • Wie kann die Anlage sicher entstört und wieder gestartet werden?
  • Welche Zustände müssen Sensorik und Steuerung erkennen?
  • Wie lässt sich die Sicherheitsfunktion in das Gesamtsystem einbinden?

Eine gute Lösung schützt nicht nur die Mechanik. Sie unterstützt auch einen klaren und möglichst schnellen Umgang mit Störungen.

Früh testen, schneller integrieren

Prototypen und Funktionsmuster helfen dabei, die Komponenten frühzeitig in das Handlingsystem zu integrieren und unter realistischen Bedingungen zu validieren. Besonders bei hochdynamischen Achsen lohnt sich der Test des Zusammenspiels von Mechanik und Regelung.

Mögliche Prüfpunkte sind

  • Schaltzeiten und Reaktionsverhalten
  • Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit
  • Haltekraft bei statischen und dynamischen Lasten
  • Soft-Stop- und Dämpfungseigenschaften
  • Verhalten bei Kollision, Blockade und Überlast
  • Schwingungen und Geräuschentwicklung
  • thermische Belastung im Dauerbetrieb
  • Einfluss hoher Zykluszahlen auf Verschleiß und Funktion
  • Integration in Steuerung, Sensorik und Diagnose
  • Verhalten bei Not-Stopp und Wiederanlauf

So können die Komponenten früh an das konkrete Handlingskonzept angepasst werden. Das reduziert spätere Änderungen und schafft eine belastbare Grundlage für die Serienintegration.