Superior Clamping and Gripping. Mobile Greifsysteme. Tomorrow starts Today

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1 Superior Clamping and Gripping Mobile Greifsysteme Tomorrow starts Today

2 Superior Clamping and Gripping Jens Lehmann steht für präzises Greifen und konzentriertes, sicheres Halten. Als Markenbotschafter im Team von SCHUNK transportiert der Nr.-1-Torwart unsere weltweite Kompetenzführerschaft bei Spanntechnik und Greifsystemen. Die Spitzenleistungen von SCHUNK und Jens Lehmann sind geprägt von Dynamik, Präzision und Zuverlässigkeit. Erfahren Sie mehr unter: Jens Lehmann

3 Henrik A. Schunk, Kristina I. Schunk, Markenbotschafter Jens Lehmann und Heinz-Dieter Schunk Spitzenleistung im Team Bei Spanntechnik und Greifsystemen ist SCHUNK weltweit die Nr. 1 vom kleinsten Parallelgreifer bis zum größten Spannbackenprogramm. Um effizient zu produzieren, haben sich Unternehmen über Mal für einen Präzisionswerkzeughalter von SCHUNK entschieden Mal für ein Greif modul Mal für ein Drehfutter oder ein Stationäres Spannsystem. Das macht uns stolz. Und es spornt uns an zu neuen Spitzenleistungen. Als Kompetenzführer erkennen und entwickeln wir Standards mit Zukunftspotenzial, die den rasanten Fortschritt in vielen Branchen prägen. Unsere Kunden profitieren in unserem innovativen Familienunternehmen vom Expertenwissen, der Erfahrung und dem Teamgeist von über 2000 Mit arbeiterinnen und Mitarbeitern. Weiterhin beste Ergebnisse mit unseren Qualitätsprodukten wünscht Ihnen Ihre Familie Schunk Heinz-Dieter Schunk Henrik A. Schunk Kristina I. Schunk

4 PowerCube PR PowerCube PW SDH 1. Expert Days Laufroboter PowerCube PG Leichtbauarm LWA 2 Leichtbaumodule PRL Leichtbauarm LWA 3 Mobiler Produktionsassistent mit Powerball Lightweight Arm LWA 4P 4

5 Care-O-bot 3 Elektrogreifer PG-plus Leichtbaumodule PRL-plus Seriennahe Produktstudie 5-Finger-Hand Powerball Lightweight Arm LWA 4P SCHUNK gestaltet die Zukunft der Servicerobotik durch die kontinuierliche Entwicklung und die Fertigung standardisierter Komponenten für das kooperative Miteinander von Mensch und Roboter. Zukunftsweisende Mobile Greifsysteme sind bei SCHUNK schon immer Alltag Über 1500 installierte Leichtbauarme, über verkaufte Schwenk- und Greifmodule, mehr als 300 Kunden in aller Welt und über 16 Jahre Mechatronik-Erfahrung machen SCHUNK zu einem der wichtigsten Entwickler und Anbieter von Mobilen Greifsystemen für unterschiedlichste Anwendungen. Unter wirtschaftlichen Aspekten gewinnt die Servicerobotik immer mehr an Dynamik. Unsere mechatronischen Greifer, Greifhände, Drehmodule, Leichtbauarme und unser modularer Systembaukasten setzen schon heute Maßstäbe. Ob im beruflichen oder privaten Umfeld SCHUNK treibt die Entwicklung mit an. Pro-aktiv, partnerschaftlich und vernetzt. Als Pionier definieren wir die Machbarkeitsgrenzen der industriellen Realität ständig neu. Mit einzigartigen Produkten und Entwicklungen prägen wir auf dem Gebiet der Robotik die Funktionalität von Inspektionssystemen, Einsätzen auf mobilen Plattformen und Mensch-Maschine- Interaktionen. Aus unserer Sicht zeigt die Interaktion Mensch/Roboter eine Entwicklung vom Nacheinander in der Vergangenheit über das Nebeneinander der Gegenwart zum Miteinander in der Zukunft auf. Vor diesem Hintergrund entwickeln wir heute unsere Lösungen für die Mobilen Greifsysteme von morgen. 5

6 Einsatzbeispiele Mobile Greifsysteme in der Servicerobotik Forschung Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart ist Pionier in der Servicerobotik. Für das Leuchtturmprojekt Care-O-bot 3 benötigte man einen leichten und wendigen Manipulator mit Greifhand, der die Forschungsgrundlage für künftige Anwendungen bildet. Zu diesem Zweck hat das IPA den SCHUNK Hochleistungs-Leichtbauarm, der auf PRL-Modulen mit leichten Gussverbindungen basiert und die SCHUNK Greifhand SDH-2 mit taktilen Sensoren in ihren Care-O-bot 3 eingebaut. Die Konstruktion ist prädestiniert für den mobilen Einsatz und erfüllt alle Anforderungen auf kleinstem Raum. Häusliche Pflege Auch die Pflegebranche nutzt die Vorteile der Mobilen Greifsysteme zunehmend, um ein möglichst langes selbständiges Leben in den eigenen vier Wänden zu ermöglichen. Die Potenziale der Mensch-Roboter-Kollaboration reichen hier von der häuslichen Pflege über Reha-Anwendungen bis hin zu immer leistungsfähigeren Prothesen und Orthesen. Dabei spielen auch Komponenten von SCHUNK an vorderster Entwicklungsfront eine entscheidende Rolle. Wie zum Beispiel bei FRIEND, einem von Forschern der Universität Bremen entwickelten Dienstleistungsroboter für Menschen mit Querschnittslähmung, der auf die hohen Qualitäten des LWA 4D mit 7 Freiheitsgraden und der 3-Finger-Industriehand SDH-2 setzt. Qualitätssicherung Zement muss, je nach Spezifikation, sehr genaue Eigenschaften aufweisen. Hierfür hat der Anlagenbau der ThyssenKrupp AG ein vollautomatisches Labor mit hochflexiblem Handhabungsgerät ausgestattet. Zum Beispiel mit dem SCHUNK 5-Achs-Leichtbauarm mit PRL-Modulen und mechatronischem PG 70 Greifer. Dieser handhabt die sensiblen Zementproben voll automatisch. Der Roboter ist auf ein mobiles, batteriebetriebenes Trägersystem montiert und fährt so die verschiedenen Stationen an. Die Lösung ermöglicht eine äußerst wirtschaftliche und modular erweiterbare Qualitätskontrolle. Die Besonderheit: Mensch und Roboter teilen sich den Arbeitsraum im Zement-Labor. 6

7 Exploration Überall auf der Welt gefährden militärische Altlasten das Leben von Mensch und Tier. Der ferngesteuerte EOD-Roboter, den die Firma Harris für das amerikanische Militär entwickelt hat, ermöglicht ein sicheres Entfernen ohne Gefahr für Leib und Leben. Die Manipulatoren dafür müssen robust, hochflexibel und sehr feinfühlig sein. So wie der modulare Leichtbauarm mit 6 Freiheitsgraden von SCHUNK auf Basis von PRL-Rotationsmodulen und feinfühligem PG-Greifer, den Harris für diese Zwecke in seinen EOD-Roboter integriert hat. Laboreinsatz Ob bei ThyssenKrupp in Beckum, bei Geo++ in Garbsen oder Bayer in Morristown, in New Jersey, mobile Greifsystem- Komponenten von SCHUNK werden auf der ganzen Welt in hochspezialisierten Messrobotern, in der Laborautomation und bei Reinraumrobotern für Aufgaben eingesetzt, bei denen es auf absolute Präzision und Wiederholgenauigkeit bei hohen Sicherheitsanforderungen ankommt. Logistik In der Logistikbranche ist das enge Zusammenspiel der einzelnen Prozesse die ideale Ausgangslage zur Ausschöpfung von Optimierungspotenzialen. Mit perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten aus dem Systembaukasten bieten Mobile Greifsysteme von SCHUNK maßgeschneiderte und höchst effiziente Lösungen für die automatisierte Lagerlogistik und Warenkonfektionierung, die sich zum Beispiel bei Lagerrobotern der Firma STILL in Hamburg oder bei Siemens in Stuttgart bewährt haben. Prüfdienstleistung Beim Prüfdienstleister für Kraftwerke Areva indt in Erlangen ist ein erhöhter Temperaturbereich ebenso alltägliche Arbeits umgebung wie Radioaktivität. Hier leisten die SCHUNK Greif system-komponenten in den Areva indt- Robotern ganze Arbeit beim Prüfen von Schweißnähten und Rohrverbindungen. Mit höchster Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Verfügbarkeit sowie unter extremsten Bedingungen erfolgt die zerstörungsfreie Materialprüfung im Dienste der Anlagensicherheit. 7

8 Servoelektrische 3-Finger-Greifhand SDH Ganz nah am großen Vorbild der menschlichen Hand Die mehrgliedrige 3-Finger-Greifhand SDH beherrscht das form- und kraftschlüssige Greifen unterschiedlichster Objekte und ist damit sowohl in Bereichen der Servicerobotik als auch in industriellen Applikationen einsetzbar. Da zwei Finger ihre Orientierung ändern können, ist die SDH für unterschiedlichste Greifszenarien geeignet und zeichnet sich durch hohe Flexibilität hinsichtlich Form, Größe und Lage der zu greifenden Objekte aus. Die Druck- und Oberflächenerkennung erfolgt durch ein optionales taktiles Sensorsystem. Damit lässt sich beim Greifvorgang erkennen, ob der Gegenstand optimal gegriffen wurde oder ob korrigiert werden muss. Die hohe maximale Greifkraft, die in etwa der Kraft der menschlichen Hand entspricht, kann mit Hilfe der integrierten Sensoren feinfühlig überwacht und geregelt werden. MM Award 2012 Zentrischer Griff Zentrischer Griff Zylindrischer Griff Präzisionsgriff 8

9 Servoelektrische 3-Finger-Greifhand SDH Technische Daten Bezeichnung SDH Ident.-Nr Gesamtlänge [mm] 253 Winkelgeschwindigkeit max. [ /sec] 210 Fingerlänge [mm] 155 Moment (Proximalgelenk) [Nm] 2.1 Fingerabstand [mm] 66 Moment (Distalgelenk) [Nm] 1.4 Verhältnis zu menschlicher Hand 1.4 : 1 Auflösung [ ] Anzahl der Finger 3 Eigenmasse [kg] 1.95 Freiheitsgrade 7 IP-Klasse [IP] 54 Freiheitsgrade pro Finger 2 Spannungsversorgung [V DC] 24 Freiheitsgrade 2-Finger-Rotation 1 Nennstrom [A] 2 Absolut Encoder 7 Max. Strom beim Greifen [A] 5 Taktile Sensormatrizen 6 Schnittstelle CAN RS232 Integrierte Steuerung in der Handwurzel Taktile Sensormatrizen in jedem Fingerglied 9

10 2-Finger-Parallelgreifer WSG Einfachste Konfiguration flexible Ansteuerung Feinfühliges Handling konfiguriert in 2 Minuten. Der WSG ist ein sensitiver Greifer, der über CAN oder Ethernet TCP/IP kommuniziert. Gleichzeitig verfügt er über einen integrierten Webserver zur Konfiguration und Diagnose. Damit lässt er sich besonders einfach programmieren, in Betrieb nehmen, fernwarten sowie mit Updates versorgen. Aufgrund der Kommunikationsprotokolle und der integrierten Steuer- und Regelungselektronik gewährleistet er bei der Einbindung in übergeordnete Systeme eine größtmögliche Flexibilität. Zur Speicherung von Programmen und Dokumenten ist der Greifer mit einer internen Micro-SD-Karte ausgestattet. Dadurch lassen sich die Einstellungen eines Greifers schnell und einfach replizieren und auf beliebig viele Module übertragen. 2-Finger-Parallelgreifer WSG 050 Mit Hilfe der in die Greifbacken integrierten Elektronik kann der WSG mittels Sensoren direkt die beim Greifvorgang auftretenden Kräfte messen. Unterschiedlichste und sensible Werkstücke lassen sich so mit einem Greifer sicher und zuverlässig handhaben. Technische Daten Darstellung mit opt. Zentrierhülsen in der Grundbacke Bezeichnung Ident.-Nr Hub pro Finger [mm] 55 Min./max. Greifkraft [N] 5 / 120 Nennkraft [N] 80 Empfohlenes Werkstückgewicht [kg] 0.8 Max. zulässige Fingerlänge (bei Nennkraft) [mm] WSG (inkl. FWA 115 und Messfinger) 170 Wiederholgenauigkeit [mm] ±0.013 Max. Geschwindigkeit [mm/s] 420 Max. Beschleunigung [mm/s²] 5000 Eigenmasse [kg] 1.2 IP-Klasse [IP] 20 Min./max. Umgebungstemperatur [ C] 5 / 50 Spannungsversorgung [V DC] 24 Nennstrom [A] 0.9 Max. Strom gesamt [A] 1.5 Parametrierschnittstelle CAN / Ethernet Feldbusschnittstelle CAN / Ethernet 10

11 2-Finger-Parallelgreifer PG-plus 70 Universelle Einsetzbarkeit und feinfühlige Greifkraftregelung Der PG-plus 70 ist ein servoelektrischer 2-Finger-Parallelgreifer mit feinfühliger Greifkraftregelung und großem Hub. Er ist universell einsetzbar, hochflexibel bei großer Teilevielfalt und geeignet für empfindliche Bauteile in sauberer Arbeits umgebung. Die Steuer-, Regel- und Leistungselektronik ist komplett integriert. Den PG-plus 70 gibt es zusätzlich in einer staubdichten Variante. 2-Finger- Parallelgreifer PG-plus 70 In Anwendung auf Seite 12 und Ø6 2-Finger- Parallelgreifer PG-plus 70 in staubdichter Ausführung 45 Technische Daten 80 Ø4 Ø5.7 (8x) ± ± M4 (4x) Ø Ø Ø Ø5.7 (8x) Ø65 20± ± M4 (4x) Bezeichnung PG-plus 70 Ident.-Nr Bezeichnung PG-plus 70 in staubdichter Ausführung Ident.-Nr Ø65 Hub pro Finger [mm] Min./max. Greifkraft [N] / 200 Eigenmasse [kg] IP-Klasse [IP] Nennkraft [N] 160 Min./max. Umgebungstemperatur [ C] 5 / 55 Empfohlenes Werkstückgewicht [kg] 1.0 Spannungsversorgung [V DC] 24 Max. zulässige Fingerlänge (bei Nennkraft) [mm] 140 Nennstrom [A] 1.4 Wiederholgenauigkeit [mm] ±0.05 Max. Strom gesamt [A] 1.8 Max. Geschwindigkeit [mm/s] 82 Parametrierschnittstelle CAN / USB Max. Beschleunigung [mm/s²] 328 Feldbusschnittstelle CANOpen DS

12 Powerball Lightweight Arm LWA 4P Der leistungsdichteste Leichtbauarm der Welt Der leistungsdichteste Leichtbauarm der Welt mit drei hochinte grierten Powerball-Modulen bietet 6 Freiheitsgrade. Durch inte grierte Intelligenz wird leistungsstarke, mobile Handhabung erst richtig möglich. In Kombination mit der 3-Finger-Hand SDH von SCHUNK erhöht sich nicht nur die Anzahl der Freiheitsgrade um weitere 7, es lassen sich auch flexibel typische Aufgaben im Bereich der Service robotik lösen nahtlos integriert, ohne externe Verkabelung. Geeignet für mobile Einsatzbereiche Niedriger Energieverbrauch bei 24 Volt DC Hohes Drehmoment, hohe Geschwindigkeit und Wiederholgenauigkeit für schnelles Beschleunigen, kurze Taktzeiten und hohe Prozessstabilität Komplette Integration der Steuer-, Regel- und Leistungselektronik erfordert keinen Schaltschrank Kompaktes Schnellwechselsystem zur einfachen und schnellen Montage von Greifern und Werkzeugen Interne Kabeldurchführung mit freien Leitungen Erweiterbar ohne störende Kabel Hohe Leistungsdichte und extrem kompakt Leichtbauweise und neues Design sorgen für ein Eigenmasse/Traglast-Verhältnis von 2:1 Flachwechselsystem FWS 115 Seite 17 MM Award Finger- Parallelgreifer PG-plus 70 Seite 11 Powerball ERB 1 2 Steuerelektronik Encoder Antrieb Harmonic Drive Getriebe Haltebremse Hohlwelle für interne Leitungsführung 12

13 Powerball Lightweight Arm LWA 4P Technische Daten Arbeitsraum (Draufsicht) Arbeitsraum (rechte Seite) Roboterfuß Bezeichnung LWA 4P Ident.-Nr Typ Anzahl der Achsen 6 Max. Nutzlast [kg] 6 Wiederholgenauigkeit [mm] ±0.15 Positionsrückmeldung Antriebe Handgelenksflansch 6 DOF Leichtbauroboter Pseudo-absolute Positionsmessung Bürstenlose Servo-Motoren mit Permanentmagnet-Bremse Flacher Werkzeugwechsler mit freien Leitungen und Spannungsversorgung Montagerichtung Beliebig Eigenmasse [kg] 12.5 IP-Klasse [IP] 40 Stromversorgung 24 V DC / avg. 3 A / max. 14 A Schnittstelle CANopen (CiA DS402:IEC ) Achsendaten Achsen Geschwindigkeit bei Nennlast Bereich Achse 1 72 /s ±170 Achse 2 72 /s ±170 Achse 3 72 /s ±155.5 Achse 4 72 /s ±170 Achse 5 72 /s ±170 Achse 6 72 /s ±170 Zubehör Greifer WSG 50, PG-plus 70, MEG, SDH 2 Wechsler FWS 115 Robotersteuerung ROS node (ROS.org) oder KEBA CP 242/A (KEBA.com) 13

14 Dextrous Lightweight Arm LWA 4D Tausendfach bewährt Die mechatronischen Module von SCHUNK eignen sich perfekt für den Einsatz in der Servicerobotik. Der LWA 4D mit Modulen aus dem einzigartigen SCHUNK Baukastensystem wird zum Beispiel als Minensuchgerät oder im Bereich moderner Reha-Systeme eingesetzt und als Standardkomponente bei Servicerobotern weltweit integriert. In Kombination mit den feinfühligen Greifsystemen von SCHUNK wird das Einsatzspektrum des LWA 4D perfektioniert. Flachwechselsystem FWS 115 Seite 17 2-Finger-Parallelgreifer PG-plus 70 Seite 11 14

15 Dextrous Lightweight Arm LWA 4D Technische Daten Frontansicht Seitenansicht Roboterfuß Bezeichnung LWA 4D Ident.-Nr Typ Anzahl der Achsen 7 Max. Nutzlast [kg] 10 Wiederholgenauigkeit [mm] ±0.15 Positionsrückmeldung Antriebe Handgelenksflansch 7 DOF Leichtbauroboter Pseudo-absolute Positionsmessung Bürstenlose Servo-Motoren mit Permanentmagnet-Bremse Flacher Werkzeugwechsler mit freien Leitungen und Strom Montagerichtung Beliebig Eigenmasse [kg] 17.5 IP-Klasse [IP] 54 Stromversorgung 24 V DC / avg. 5 A / max. 14 A Schnittstelle CANopen (CiA DS402:IEC ) Achsendaten Achsen Geschwindigkeit bei Nennlast Bereich Achse 1 40 /s ±180 Achse 2 40 /s ±123 Achse 3 40 /s ±180 Achse 4 40 /s ±125 Achse 5 40 /s ±180 Achse 6 72 /s ±170 Achse 7 72 /s ±170 Zubehör Greifer WSG 50, PG-plus 70, MEG, SDH 2 Wechsler FWS 115 Robotersteuerung ROS Node (ros.org) 15

16 Force-Torque-Modul FTM 115 Mit integrierter Mess- und Auswerttechnik Das Force-Torque-Modul ist ein Messsystem für alle sechs Freiheitsgrade und ermöglicht damit ein Steuern und Regeln der Prozesskräfte im Roboter. Auch nachgiebiges Verhalten des Roboters sowie Kraftbegrenzung und Ausgleichsszenarien sind im Kollisionsfall möglich. Durch die integrierten Wechsel systeme kann das Modul einfach zwischen Roboterflansch und Endeffektor montiert werden. Die Mess- und Auswertelektronik ist im Modul integriert. Die Messwerte können über den CAN Bus abgefragt werden. F y F Z F x Technische Daten Bezeichnung FTM 115 Ident.-Nr Messbereich F x, F y [N] ± 580 Messbereich F z [N] ± 1160 Messbereich M x, M y [Nm] ± 20 Messbereich M z [Nm] ± 20 Auflösung F x, F y [N] ± 1/4 Auflösung F z [N] ± 1/4 Auflösung M x, M y [Nm] ± 1/188 Auflösung M z [Nm] ± 1/376 Eigenmasse [kg] 1.0 Spannungsversorgung [V DC] 24 Feldbusschnittstelle CAN 16

17 Flachwechselsystem FWS 115 Flexibel im Einsatz dank geringer Bauhöhe Adapter FWA 115 Der Wechsler ist mit seinem geringen Durchmesser und der kompakten Bauhöhe von 15 mm bestens geeignet, um verschiedene Endeffektoren zügig und mit wenigen Handgriffen am Roboter zu tauschen. Dank des geringen Gewichts und der einfachen Bedienung eignet er sich für schnellen manuellen Werkzeugwechsel. Die integrierten Anschlussplatinen mit gefederten Goldkontakten sorgen für die perfekte Kontaktierung der Versorgungs- und Signalleitungen. M x M Z M y Flachwechselsystem FWS 115 In Anwendung auf Seite 12 und 14 Kopf FWK 115 Technische Daten Bezeichnung Kopf FWK 115 Ident.-Nr Elektrodurchführungen 10 Max. Momentenbelastung M x, M y [Nm] 40 Max. Momentenbelastung M z [Nm] 100 Max. Zuladung [kg] 10 Eigenmasse [kg] 0.2 Bezeichnung Adapter FWA 115 Ident.-Nr Elektrodurchführungen 10 Max. Momentenbelastung M x, M y [Nm] 40 Max. Momentenbelastung M z [Nm] 100 Max. Zuladung [kg] 10 Eigenmasse [kg]

18 Always at the end of February Das weltweit führende Symposion für angewandte Servicerobotik Während der alljährlichen Expert Days fördert SCHUNK den inter disziplinären Austausch seiner Kunden mit Robotik- Experten aus aller Welt, um die Entwicklung der gesamten Branche und das Erreichen von Synergie-Effekten gezielt voran zu treiben. Die Teilnehmer der weltweit führenden Informationsveranstaltung für Servicerobotik können sich alljährlich Ende Februar auf hochkarätige Referenten aus aller Welt freuen, die aktuelle Trends, neueste Forschungsprojekte und vielversprechende Geschäftsmodelle vorstellen. Als Pionier der Servicerobotik und Kompetenzführer für Spanntechnik und Greifsysteme entwickelt SCHUNK Standards mit Zukunftspotenzial. Mit den Expert Days bietet SCHUNK Fachleuten aus der Forschung, Industrie, Wirtschaft sowie der Fachpresse die Gelegenheit zum intensiven Gedankenaustausch und eine einmalige Möglichkeit, über den eigenen Tellerrand zu blicken. Die stets ausgebuchte Veranstaltung und die begeisterte Resonanz der Teilnehmer zeigen: SCHUNK setzt auch in diesem Bereich Zeichen für die Zukunft

19 Presseecho zu den Expert Days What Expert Days offers is a fantastic opportunity, briefly between Labor Day and Spring Break, to glimpse the future of robotics as it inexorably moves into a position of primacy, to immerse oneself in stunning new products coming to market, and to get face time with the people who are making some of it happen. 2013, Tom Green,

20 Jetzt entdecken. Die Potenziale Mobiler Greifsysteme. SCHUNK Mobile Greifsysteme GmbH Bahnhofstr D Lauffen/Neckar Tel Fax SCHUNK_HQ M-02/ SCHUNK GmbH & Co. KG