Wenn Sie sich jemals gefragt haben, was tatsächlich das Tempo Ihrer Produktionslinie bestimmt, suchen Sie möglicherweise an der falschen Stelle. Bei der Planung von Automatisierung liegt der Fokus meist auf dem Roboter: Traglast, Reichweite, Wiederholgenauigkeit. Dabei entscheidet häufig der Greifer – dieses wenige Kilogramm schwere Bauteil am Ende des Roboterarms – darüber, wie viele Zyklen pro Stunde das gesamte System tatsächlich erreicht.
In diesem Artikel zeigen wir, warum die Konstruktion eines Greifers kein technisches Detail, sondern eine strategische ingenieurtechnische Entscheidung ist – und wie konkrete Konstruktionslösungen zu messbaren Produktionsergebnissen führen.
Stellen Sie sich eine Linie vor, bei der der Roboter theoretisch 1.200 Zyklen pro Stunde erreichen kann. Benötigt der Greifer jedoch 2 Sekunden zum Schließen und zur Bestätigung des Greifvorgangs über einen Sensor – statt 0,3 Sekunden –, sinkt die reale Leistung auf einen Bruchteil der mechanischen Möglichkeiten des Roboters.
Das ist kein theoretischer Fall. Forschende, die auf ScienceDirect veröffentlichen, weisen darauf hin, dass die Leistung robotergestützter Linien stärker von den Handhabungsfähigkeiten des Roboters als von den eigentlichen Prozesszeiten bestimmt werden kann – wobei die Handhabungszeit des Greifers ein entscheidender Faktor ist.
Gleichzeitig betonen Experten von Automate.org, dass der Einsatz von End-of-Arm-Tooling (EOAT) mit mehreren Greifern den Durchsatz deutlich erhöhen kann. Auch der Einsatz leichter Materialien – etwa Graphit oder Aluminium statt massivem Stahl – wirkt sich direkt auf die Zyklusgeschwindigkeit aus.
Eine der am häufigsten unterschätzten Variablen bei der Greiferkonstruktion ist das Gewicht. Ein schwererer Greifer bedeutet höhere Trägheit – der Roboter muss langsamer beschleunigen und abbremsen, um zulässige Belastungen am Handgelenk nicht zu überschreiten. In der Praxis verlängert das die Zykluszeit.
Daten aus einem Webinar von Siemens zeigen, dass der Austausch eines traditionellen Greifers gegen eine leichte, additiv gefertigte Variante in einem Werk den Energieverbrauch um 54 % und die CO₂-Emissionen um 82 % senken konnte.
Das ist nicht nur ein ökologischer Vorteil. Geringerer Energieverbrauch bei gleicher Zykluszahl bedeutet niedrigere Betriebskosten (OPEX). Eine höhere Bewegungsdynamik – ermöglicht durch ein leichteres Werkzeug – führt zudem zu real verkürzten Zykluszeiten.
Laut Automation World wiegen Greifer in vielen Automobilwerken mehr als die von ihnen transportierten Bauteile – besonders bei der Handhabung von leichten Blechteilen mit massiven Stahlwerkzeugen.
Eine der am besten dokumentierten Methoden zur Verkürzung der Zykluszeit ohne Robotertausch ist der Einsatz eines Doppelgreifers (Dual Gripper). Anstatt ein fertiges Teil abzulegen, zurückzufahren, ein neues Teil aufzunehmen und in die Maschine einzulegen, kombiniert der Roboter Entnahme und Zuführung in einer Bewegung.
Ein Praxisbeispiel verdeutlicht dies.
Das schwedische Unternehmen FT-Produktion implementierte ein System mit einem UR5 Cobot und einem Doppelgreifer RG2 von OnRobot. Die Zwei-Greifer-Lösung verkürzte die Zykluszeit um 12 Sekunden pro Operation. Bei einer Serie von 150.000 Teilen bedeutete das eine Einsparung von 500 Maschinenstunden.
Zwölf Sekunden pro Zyklus wirken gering – bei Hunderttausenden von Operationen entscheiden sie jedoch über Wirtschaftlichkeit oder Unwirtschaftlichkeit eines Projekts.
Robotiq nennt zudem das Beispiel von Glidewell Laboratories, wo durch den Einsatz eines UR5-Cobots zur Bedienung von vier CNC-Maschinen die gesamte Produktionszeit von 27 auf 18 Stunden reduziert wurde – eine Verbesserung um 33 % ohne Änderung der Maschinen.
Nicht jeder Greifer eignet sich für jede Umgebung. Eine falsche Wahl des Greifprinzips ist kein abstraktes Risiko, sondern hat konkrete Auswirkungen auf die Produktion.
Ein Anwender von Vakuumgreifern berichtete, dass das System bei sauberen Blechen einwandfrei funktionierte, jedoch schnell an Zuverlässigkeit verlor, sobald die Oberflächen durch Zementreste verunreinigt waren – das Greifprinzip war für die Umgebungsbedingungen ungeeignet.
Am Markt sind spezialisierte Lösungen für unterschiedliche Materialien und Geometrien verfügbar:
Über Jahrzehnte waren pneumatische Greifer Industriestandard – schnell, kostengünstig, bewährt. Dennoch setzen immer mehr Hersteller auf elektrische Antriebe.
Laut Robotiq ermöglichen servoelektrische Greifer eine teilweise Schließbewegung der Finger bereits während der Roboterfahrt zur Aufnahmeposition. Dadurch verkürzt sich die effektive Greifzeit, ohne die Robotergeschwindigkeit erhöhen zu müssen.
Auch bei Pneumatiksystemen bestehen Optimierungspotenziale. Experten von ASSEMBLY Magazine weisen darauf hin, dass die Montage von Pneumatikventilen direkt am Greifer (Point-of-Use-Valves) statt in einem zentralen Verteiler die Zykluszeit um bis zu 50 % reduzieren kann.
Ein neuer Trend sind Formgedächtnislegierungen (SMA). Forschende der Saarland University und des Zentrums ZeMA entwickelten Greifer, die 90 % weniger elektrische Energie verbrauchen als konventionelle Systeme und keine externen Sensoren benötigen – die Sensorfunktion ist im Aktuatormaterial integriert.
Nicht jede Implementierung erfordert komplexe Ingenieurarbeit. Manchmal reicht die richtige Werkzeugwahl.
Das australische Unternehmen Designed Mouldings automatisierte das manuelle Einsetzen von Einlagen in Kunststoffverschlüsse mithilfe eines Cobots mit dem Vakuumgreifer VGC10 von OnRobot. Das System verarbeitet nun 20.000 Teile in 24 Stunden – dreimal schneller als der manuelle Prozess – bei gleichzeitiger Reduktion des Materialausschusses um 1–2 % und einem erwarteten ROI nach sechs Monaten.
Dieses Beispiel verdeutlicht die Logik, die wir bei der Entwicklung von Palettier- und Kommissioniersystemen anwenden: Der Greifer ist kein Zubehör, sondern ein zentraler Bestandteil der Lösung – abgestimmt auf Produkt, Umgebung und Leistungsanforderungen zugleich.
Weitere Informationen zu unseren Cobots finden Sie unter: hitmarkrobotics.com/de/cobot
Der Greifer ist das einzige Element, das jedes Produkt auf Ihrer automatisierten Linie physisch berührt. Jede Sekunde, die durch ineffiziente Bewegungen, falsche Greifprinzipien oder übermäßiges Gewicht verloren geht, multipliziert sich über Millionen von Zyklen pro Jahr.
Erfolgreiche Automatisierung beginnt nicht nur mit der Frage „Welcher Roboter?“, sondern auch mit „Wie gestalten wir das End-of-Arm-Tooling so, dass es nicht zum Engpass wird?“.
Bei Hitmark Robotics entwickeln wir robotische Systeme end-to-end – von der Prozessanalyse über die Greiferkonstruktion bis hin zur Integration und zum Service. Wir wissen, dass der Unterschied zwischen einem Projekt mit 18 Monaten Amortisationszeit und einem Projekt unter Planleistung oft genau in diesem einen Element liegt.
Möchten Sie prüfen, wie ein optimal ausgelegter Greifer die Leistung Ihrer Linie verbessern könnte? Kontaktieren Sie uns – wir beginnen mit einer kostenlosen Prozessanalyse.
