Erfahrungsgemäß ist die Performanz Ihres Vakuum-Handling-Systems nur so gut wie die Konfiguration der jeweiligen Anwendung. Diese bezieht sich direkt auf das zu hebende bzw. zu bewegende Werkstück, z. B. auf sein Gewicht oder seine Form. Zudem erfordern auch die Sollzykluszeit und der Hub ihre Berücksichtigung. Erst nach Festlegung dieser Kriterien lässt sich mit dem Vakuumniveau, dem Durchmesser und der Anzahl der Vakuumsauger experimentieren. Nur so kann ein Vakuum-Handling-System entstehen, das mit bestmöglicher Leistung schnell, zuverlässig und energieeffizient arbeitet.
Von Tom Litster, Engineer, Air Equipment, SMC European Technical Centre
JUNI 2022
Machen Sie sich mit Ihren Bauteilen vertraut
Bei jedem Projekt, das ein Vakuum-Handling-System erfordert, sollten Sie sich zunächst mit dem Werkstück vertraut machen. Wie viel wiegt z. B. das Bauteil und welche Form, Beschaffenheit und Temperatur hat seine Oberfläche?
SMC Serie ZP3P-JT – für den Adsorptionstransfer von Werkstücken mit flexibler Kunststofffolienverpackung
SMC Serie ZNC – für den Adsorptionstransfer von dünnem Gewebe, Folien, Leiterplatten usw.
SMC Serie ZP3C – für den Adsorptionstransfer von Materialien wie Wellpappe, die hohe Abriebfestigkeit erfordern, z. B. in Pick-&-Place- oder Verpackungsanwendungen
Auch die Prozessfaktoren spielen eine Rolle: Welche Geschwindigkeit pro Zeiteinheit ist zum Beispiel für die Ausführung Ihres Zyklus erforderlich? Und welche Hub- und Förderwege sind für das Werkstückhandling nötig?
Alle Systeme sind bereit
An diesem Punkt kann das Systemdesign starten, wobei die optimalen Betriebsparameter im Rahmen der Prozessentwicklung durch Tests ermittelt werden müssen.
Legen Sie zuerst ein großes Augenmerk auf Ihr Vakuumniveau, denn jede Erhöhung steigert auch den Energieverbrauch. Zur Erklärung: Die Vakuumhöhe ist die Differenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem Druck innerhalb des evakuierten Systems. Der Atmosphärendruck beträgt normalerweise 101,4 kPa (0 % Vakuum). Folglich besteht bei 50 % Vakuum ein Druck von 50,7 kPa (bzw. 5,07 N/cm2). Das perfekte Vakuum liefert eine Kraft von 10,14 N/cm2, jedoch sind die Vakuumhöhen bei Handling-Systemen stets etwas niedriger.
Zusätzliche Vakuumsauger?
Manche Ingenieure machen den Fehler, dass sie zur Verstärkung der Handhabungskraft den Versorgungsdruck anheben. Das zieht jedoch einen gesteigerten Energieverbrauch und höhere Kosten nach sich. Stattdessen kann man bei bestimmten Anwendungen den Durchmesser der Vakuumsauger erhöhen. Bei einer Verdopplung des Saugerdurchmessers wird die Hebekraft zwar vervierfacht, die Energiekosten bleiben jedoch gleich, weil sich der Versorgungsdruck nicht erhöht. Der Preisunterschied zwischen einem Saugerdurchmesser von 20 mm und einem von 40 mm beträgt üblicherweise weniger als 5 EUR.
Auch die Anpassung der Anzahl der Sauggreifer kann eine Option sein, um die Gesamtbetriebskosten (TCO) zu senken. Die beste Lösung, um größtmögliche Energieeffizienz und niedrige Kosten zu erreichen, besteht jedoch darin, Simulationssoftware, Berechnungstabellen und die langjährige Erfahrung von SMC auf dem Gebiet der Vakuum-Handling-Systeme zu nutzen.
Je höher, desto mehr Sicherheit
Die meisten Marktakteure verwenden einen Sicherheitsfaktor von 2 für horizontale und 4 für vertikale Vakuum-Handling-Systeme. Manchmal kann aber auch der Einsatz der doppelten Haltekraft überlegt werden, um z. B. Risiken im Zusammenhang mit undichten Stellen auszugleichen. Allerdings kann Erfahrung durch nichts ersetzt werden. Bei SMC wissen wir dank unseres über Jahrzehnte aufgebauten Know-hows, dass höhere Sicherheitsfaktoren erforderlich sind. Nur so erhalten Sie ein Vakuumsystem, das unter allen Umständen zuverlässig bleibt. Deshalb verwenden wir einen Sicherheitsfaktor von 4 bei horizontalen und 8 bei vertikalen Anwendungen.
Letztlich führt nur die richtige Systemkonfiguration zum optimalen Ergebnis: ein sicheres, leistungsstarkes, energieeffizientes Vakuum-Handling-System mit niedrigen Gesamtbetriebskosten.
