GMG entwickelt neue Robotergreifer mit Kunststoffgleitlagern von igus

Von The Robot Report Staff | 24. September 2022

Mohsen Saadat war schon immer erfinderisch und technisch begabt. Als kleiner Junge erfand der 5-jährige Iraner eigene Spielzeuge und baute zum Beispiel kleine Autos aus Draht – ganz ohne Werkzeug. Die Leidenschaft des heute 75-Jährigen für Technik ist bis heute ungebrochen.

Mit 19 Jahren zog Saadat nach Deutschland, studierte Ingenieurwissenschaften und lehrte als Professor. 1991 gründete er die GMG – Gesellschaft für modulare Greifersysteme im nordrhein-westfälischen Soest. Sein Ziel war es, wissenschaftliche Methoden der höheren Designtheorie mit modernsten Herstellungsprozessen zu verbinden.

„Innerhalb weniger Jahre haben wir erfolgreich leichte und flexible Greifsysteme für Roboter und Automatisierungssysteme auf Basis der menschlichen Hand entwickelt“, sagt Saadat stolz.

Er überzeugte zahlreiche Branchen von seiner Technologie. Die Greifer mit bis zu sechs einzeln beweglichen Fingern und teilweise über 100 Gelenken dienen der Handhabung von Autorädern in der Automobilindustrie, dem Halten von Säcken beim Befüllen mit Schüttgut oder dem Verpacken von Wurst und Käse der Lebensmittelindustrie.

Eine der Erfindungen, auf die Saadat jedoch am stolzesten ist, ist ein multifunktionales Langarmgreifersystem. Der Greifer kann gefertigte Bauteile – etwa Bremsscheiben – automatisch mit drei Fingern verpacken, in Kartons legen und anschließend per Vakuumgreifer mit einer Schutzkartonschicht überziehen.

„Bei diesem Greifersystem dient ein kreativ gestalteter, flexibler und verwindungssteifer Turm als langer Arm des Greifers“, erklärt Saadat.

„Je nach Aufgabenstellung treten aus diesem Turm Greifelemente hervor, die Bauteile mechanisch aufnehmen. Nach Abschluss der Arbeit fahren die Greif- und Saugelemente in ihre Ausgangsposition innerhalb des Turms zurück.“

Eine der Herausforderungen im Entwicklungsprozess bestand darin, geeignete Lager für die beweglichen Metallkomponenten des Greifers, wie zum Beispiel die Fingergelenke, zu finden. Alle Greiferkomponenten mussten reibungsarm, abriebfest, wartungs- und schmierfrei sowie einfach zu montieren sein. Deshalb verwarf Saadat die traditionellen Wälzlager schnell.

„Wälzlager eignen sich für dauerhafte Drehbewegungen. Sie erfordern eine genauere Fertigung, erfordern eine aufwändige Montage und Demontage und verursachen metallische Geräusche“, erklärte Saadat.

Diese Nachteile veranlassten Saadat, sich für eine Alternative zu entscheiden: Gleitlager aus Hochleistungskunststoffen von igus – einem Motion Plastics-Spezialisten aus Köln, der Kunststoffe für industrielle Anwendungen tribologisch optimiert.

„Seit 1991 setzen wir auf Gleitlager von igus. Daher war von Anfang an klar, dass die Polymerlager auch im multifunktionalen Langarmgreifer zum Einsatz kommen würden. In der Automatisierungstechnik gibt es für uns praktisch keine Alternative zu diesen Lagern.“ , wo es ständig hin und her geht“, sagt Saadat.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Polymerlager im Vergleich zu herkömmlichen Metalllagern leicht, korrosionsfrei und wartungsfrei sind. Dank integrierter Festschmierstoffe ermöglichen sie einen Trockenlauf ohne Schmierung.

„Das ist eine kritische Spezifikation. Denn wir konnten von unseren Kunden nicht erwarten, dass sie den Greifer regelmäßig schmieren müssen“, sagt Saadat.

Die Polymerlager von igus sind so robust, dass die Lager ein Greiferleben von rund 30 Jahren überdauern.

„Das ist ein Vorteil für unseren Multifunktionsgreifer, da der Wartungsaufwand sinkt und die Produktivität steigt“, so Saadat weiter.

Wie verschleißfest die Lager sind, zeigt auch ein Test im igus-eigenen Labor. Die igus Polymerlager wurden im Labor gegen klassische Metalllager getestet. Beide Lagertypen drehten sich auf einer gasnitrierten St52-Stahlwelle – mit einer Belastung von 30 MPa und einer Geschwindigkeit von 0,01 Meter pro Sekunde.

„Bei den Metalllagern war die Gleitschicht nach 60.000 Zyklen verschlissen“, sagt Stefan Loockmann-Rittich, Leiter des Geschäftsbereichs iglidur-Lager. „Die iglidur G-Gleitlager zeigten dagegen auch nach 200.000 Zyklen nahezu keine Verschleißerscheinungen. Sie sind daher bestens für den zuverlässigen und wartungsfreien Einsatz über viele Jahre hinweg geeignet.“

Die Angaben gelten auch für ein weiteres Lager, das im Multifunktionsgreifer von GMG zum Einsatz kommt. Der Greifer verwendet außerdem drylin R-Linearlager, die eine kontrollierte und sichere lineare Bewegung des Greifergestänges ermöglichen. „Die igus-Lager überzeugen uns immer wieder, daher werden wir auch in Zukunft auf die iglidur-Polymere setzen“, resümiert Saadat.