Anwendung von Stromumkehrventilen
Stromumkehrventile für Pick-and-Place-Anlagen
Pick-and-Place-Anlagen nehmen Bauteile, Kartons oder andere geeignete Produkte auf, transportieren sie und setzen sie an einer definierten Position wieder ab. Bei vakuumbasierten Systemen erzeugt ein Seitenkanalverdichter den erforderlichen Unterdruck an den Sauggreifern.
Ein Stromumkehrventil steuert die Luftführung zwischen Aufnehmen, Halten und Freigeben. Nach dem sicheren Positionieren kann die Saugwirkung unterbrochen oder der Luftstrom auf Druckbetrieb umgeschaltet werden, damit sich das Produkt zuverlässig vom Vakuumgreifer löst.
Der Seitenkanalverdichter ändert dabei nicht seine Drehrichtung. Das Stromumkehrventil verändert ausschließlich die Führung des Luftstroms zwischen Saugbetrieb, Neutralstellung und Druckbetrieb.
Funktionsprinzip
Wie arbeitet eine Pick-and-Place-Anlage mit Stromumkehrventil?
Ein Vakuumgreifer wird auf der Oberfläche des Produkts positioniert. Der Seitenkanalverdichter saugt Luft aus den Sauggreifern beziehungsweise aus dem abgedichteten Saugraum ab. Die entstehende Druckdifferenz hält das Produkt am Greifwerkzeug.
Was passiert beim Aufnehmen?
Sobald die Sauggreifer auf dem Produkt aufliegen, wird Luft aus dem Saugraum abgeführt. Bei ausreichender Abdichtung entsteht die erforderliche Haltekraft.
Das Produkt kann anschließend angehoben, horizontal oder vertikal bewegt und an einer definierten Zielposition ausgerichtet werden.
Aufgabe des Stromumkehrventils
Während des Transports bleibt der Saugbetrieb aktiv. Erst nachdem das Produkt seine Zielposition erreicht hat und sicher abgestützt ist, wird die Luftführung umgeschaltet.
Je nach Ventilausführung kann die Saugwirkung unterbrochen oder der Luftstrom auf Druckbetrieb umgestellt werden. Ein Luftstrom im Druckbetrieb kann das schnelle Ablösen des Produkts von den Sauggreifern unterstützen.
Wichtig: Das Stromumkehrventil erzeugt den Unterdruck nicht selbst. Es steuert den vom Seitenkanalverdichter erzeugten Luftstrom. Die sichere Haltefunktion hängt vom vollständigen Greif-, Leitungs- und Steuerungssystem ab.
Drei Prozessschritte
Aufnehmen, transportieren und präzise absetzen
Der typische Arbeitsablauf einer vakuumbasierten Pick-and-Place-Anlage lässt sich in drei aufeinanderfolgende Prozessschritte unterteilen.
01 Ansaugen und aufnehmen
Der Vakuumgreifer wird auf dem Produkt positioniert. Der Seitenkanalverdichter saugt Luft aus den Sauggreifern ab. Die entstehende Druckdifferenz fixiert das Produkt am Greifwerkzeug.
02 Halten und bewegen
Während der Bewegung bleibt der Saugbetrieb aktiv. Das Produkt wird aufgenommen, transportiert und an der vorgesehenen Zielposition ausgerichtet.
03 Absetzen und lösen
Nach dem sicheren Absetzen wird die aktive Saugwirkung aufgehoben. Je nach Ventilausführung erfolgt dies über eine Neutralstellung oder durch Umschalten auf Druckbetrieb. Der Luftstrom im Druckbetrieb kann das Ablösen vom Greifer beschleunigen.
Auslegungshinweis: Während des gesamten Hebe- und Transportvorgangs muss die erforderliche Saugwirkung erhalten bleiben. Eine Neutralstellung darf nicht zum Halten oder Transportieren des Produkts verwendet werden.
Auswahl der Ventilstellung
Saugen, Neutralstellung oder aktives Lösen?
Welche Ventilfunktionen benötigt werden, hängt von Produkt, Greifer, Taktzeit und gewünschtem Lösevorgang ab.
Produkt aufnehmen und halten
Im Saugbetrieb wird Luft aus dem Saugraum abgeführt. Die entstehende Druckdifferenz hält das Produkt während des Hebens und der Bewegung sicher am Greifwerkzeug.
Aktive Saugwirkung unterbrechen
Bei einer geeigneten Ventilausführung kann die aktive Saug- oder Druckwirkung am Prozessanschluss unterbrochen werden. Das Produkt muss zuvor sicher abgesetzt sein.
Die konkrete Luftführung und Drucksituation in der Neutralstellung hängt von der eingesetzten Ventilbaureihe und Anlagenkonfiguration ab.
Produkt aktiv vom Greifer lösen
Ein Luftstrom im Druckbetrieb kann das Ablösen des sicher abgesetzten Produkts unterstützen. Das kann bei glatten Oberflächen, haftenden Dichtlippen oder kurzen Taktzeiten vorteilhaft sein.
VS: schneller Wechsel zwischen Saugen und Blasen
Die Baureihe VS besitzt zwei Schaltstellungen. Sie ist für die Umschaltung zwischen Saug- und Druckbetrieb oder für den Wechsel zwischen unterschiedlichen Luftleitungen vorgesehen.
- zwei Schaltstellungen
- magnetische oder pneumatische Betätigung
- Reglerbewegung laut Datenblatt etwa 0,10 Sekunden
- verschiedene Anschluss- und Strömungsausführungen
- geeignet für klar definierte Wechsel zwischen Aufnehmen und Lösen
VI6-34: fünf abgestufte Positionen
Das VI6-34 besitzt fünf voreingestellte Positionen: vollständige Absaugung, teilweise Absaugung, Neutralstellung, teilweiser Druckbetrieb und vollständiger Druckbetrieb.
- fünf Ventilpositionen
- rotierender Schieber mit Schrittmotor
- digitale Eingänge oder Modbus RTU
- Neutralstellung
- teilweise und vollständige Saug- und Druckpositionen
- automatische Fahrt in die Neutralstellung beim Einschalten
Keine pauschale Produktauswahl: Die Wahl zwischen VS und VI6-34 richtet sich nicht nur nach der Anzahl der Ventilstellungen. Auch Seitenkanalverdichter, Anschlussgröße, Volumenstrom, Unterdruck, Steuerung, Taktzeit und Einbausituation müssen berücksichtigt werden.
Technische Voraussetzungen
Was muss bei Pick-and-Place-Anlagen berücksichtigt werden?
Für eine sichere und wiederholgenaue Handhabung müssen Produkt, Greifer, Bewegung und Luftversorgung aufeinander abgestimmt werden.
01 Gewicht des Produkts
Das Produktgewicht bestimmt einen wesentlichen Teil der erforderlichen Haltekraft. Zusätzlich müssen Beschleunigungs-, Brems- und Querkräfte berücksichtigt werden.
02 Oberfläche und Material
Glatte, geschlossene Oberflächen lassen sich anders greifen als poröse, strukturierte oder unebene Materialien. Karton, Holz oder Schaumstoffe können einen erhöhten Leckluftstrom verursachen.
03 Anzahl der Sauggreifer
Größe, Anzahl und Anordnung der Sauggreifer beeinflussen Haltekraft, Lastverteilung und Prozesssicherheit.
04 Taktzeit
Kurze Zykluszeiten stellen hohe Anforderungen an Umschaltgeschwindigkeit, Leitungsvolumen und Greiferbelüftung.
05 Bewegungsprofil
Vertikale und horizontale Bewegungen, hohe Beschleunigungen oder schnelle Richtungswechsel erhöhen die Belastung des Greifsystems.
06 Lösevorgang
Es muss festgelegt werden, ob die Saugwirkung nur unterbrochen oder das Produkt durch einen Luftstrom im Druckbetrieb aktiv gelöst werden soll.
Sicherheitsrelevant: Bei angehobenen Produkten muss die Haltefunktion auch bei Störungen berücksichtigt werden. Das Sicherheitskonzept kann je nach Anwendung unter anderem Vakuumüberwachung, Rückschlagventile, Speicher, Warnfunktionen oder zusätzliche mechanische Sicherungen erfordern.
Welche Angaben benötigt SKVTechnik für die Vorauswahl?
Für eine technische Vorauswahl benötigen wir Angaben zum Produkt, zum Vakuumgreifer, zum Bewegungsablauf und zur gewünschten Steuerung.
Checkliste
- Produktmaterial
- Gewicht und Abmessungen
- Oberflächenbeschaffenheit
- Porosität oder Luftdurchlässigkeit
- Anzahl und Größe der Sauggreifer
- Aufbau und Material der Dichtlippen
- wirksame Saugfläche
- vorhandener Seitenkanalverdichter
- Volumenstrom und Unterdruck, sofern bekannt
- Leitungslänge und Leitungsquerschnitt
- gewünschte Ventilstellungen
- elektrische, pneumatische oder feldbusbasierte Steuerung
- Taktzeit und Schalthäufigkeit
- Bewegungsrichtung
- maximale Geschwindigkeit und Beschleunigung
- vorhandene Vakuumüberwachung
- Sicherheitsanforderungen der Anlage
- Umgebungs- und Betriebsbedingungen
Liegen noch keine vollständigen Leistungsdaten vor, kann SKVTechnik anhand von Produkt, Greifer und Prozessbeschreibung eine technische Vorauswahl unterstützen. Besondere Betriebsbedingungen und nicht dokumentierte Kombinationen müssen gegebenenfalls zusätzlich mit dem Hersteller abgestimmt werden.
Nutzen im Arbeitsprozess
Welche Vorteile bietet ein Stromumkehrventil in Pick-and-Place-Anlagen?
Durch die gezielte Umschaltung der Luftführung können Aufnahme, Transport und Freigabe innerhalb eines automatisierten Prozesses miteinander verbunden werden.
1. Schnelles Aufnehmen
Produkt während der Bewegung stabilisieren
Der Saugbetrieb bleibt während des gesamten Transportvorgangs aktiv und hält das Produkt am Greifwerkzeug.
2. Sicheres Halten
Produkt während der Bewegung stabilisieren
JDer Saugbetrieb bleibt während des gesamten Transportvorgangs aktiv und hält das Produkt am Greifwerkzeug.
3. Präzises Positionieren
Werkstück am vorgesehenen Ziel ablegen
Nach dem Bearbeitungsschritt kann die Saugwirkung unterbrochen werden. Bei geeigneter Ventilausführung unterstützt ein umgeschalteter Druckluftstrom das Ablösen des Werkstücks.
4. Schnelles Lösen
Ablösen durch Druckbetrieb unterstützen
Ein umgeschalteter Luftstrom kann die Freigabe des Produkts beschleunigen und kurze Taktzeiten unterstützen.
5. Automatisierbare Steuerung
Ventilstellung in den Anlagenablauf integrieren
Abhängig von der Baureihe kann die Umschaltung elektrisch, pneumatisch oder feldbusbasiert erfolgen.
6. Flexible Produktgruppierung
Unterschiedliche Produkte handhaben
EBei entsprechender Auslegung können verschiedene Produktgrößen und Oberflächen mit angepassten Greifern verarbeitet werden.
Bitte beachten: Die tatsächliche Leistung und Prozesssicherheit ergeben sich aus dem abgestimmten Zusammenspiel von Produkt, Greifer, Seitenkanalverdichter, Stromumkehrventil, Leitungen, Steuerung und Sicherheitseinrichtungen.
Technische Vorauswahl
Pick-and-Place-Anlage und Stromumkehrventil passend auslegen
SKVTechnik unterstützt Anlagenbauer, Betreiber und Konstrukteure bei der Vorauswahl eines geeigneten Stromumkehrventils und Seitenkanalverdichters für Pick-and-Place-Anlagen.
Grundlage sind Produktgewicht, Oberfläche, Greiferkonzept, Taktzeit, Bewegungsablauf, gewünschte Lösefunktion und Steuerung.
Diese Angaben helfen uns bei der Prüfung
- Foto oder Zeichnung der Anlage
- Produktmaterial und Oberfläche
- Abmessungen und Gewicht
- Anzahl und Größe der Sauggreifer
- Aufbau der Dichtungen
- Beschreibung des Bewegungsablaufs
- vorhandener Seitenkanalverdichter
- gewünschte Ventilfunktionen
- Anschlussgrößen und Leitungsführung
- Steuerungsart und Betriebsspannung
- Taktzeit und Schalthäufigkeit
- vorhandene Sicherheitseinrichtungen
Senden Sie uns vorhandene Datenblätter, Typenschilder, Zeichnungen oder Fotos am besten direkt mit Ihrer Anfrage.
Technischer Hinweis: Die dargestellten Abläufe und Abbildungen sind schematische Beispiele und stellen keine verbindliche Auslegung einer Pick-and-Place-Anlage dar. Die konkrete Auswahl muss anhand von Produktgewicht, Oberfläche, Leckluft, erforderlicher Haltekraft, Bewegungsablauf und Sicherheitsanforderungen erfolgen.
Das VI6-34 besitzt laut Datenblatt eine Neutralstellung. Die genaue Luftführung und Drucksituation am Arbeitsanschluss muss für die jeweilige Anlagenkonfiguration geprüft werden.
Beim automatisierten Heben und Transportieren von Produkten müssen die Sicherheitsanforderungen der Gesamtanlage durch den verantwortlichen Anlagenbauer beziehungsweise Betreiber berücksichtigt werden.