Quelltext der Seite Handhabungseinrichtung

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[[Datei:Bend press Robot.png|mini|Industrieroboter handhabt Blech an einer Gesenkbiegepresse]]
Als '''Handhabungseinrichtung''' oder '''Handhabungsgerät''', auch '''Handlingsystem''', '''Handlingmodul''', '''Balancer''' oder '''[[Manipulator]]''', ({{enS|handling device}}, {{lang|en|''handling equipment''}}) wird in der [[Automatisierungstechnik]] und [[Antriebstechnik]] ein Gerät bezeichnet, das den [[Materialfluss]] von oder zu einer [[Wirkstelle]] bewältigt, also der [[Handhabung]] dient.

Handhabungsgeräte gehören zu den [[Industrieroboter]]n. Vom Handhaben ist das [[Fördertechnik|Fördern]] und [[Lager (Wirtschaft)|Lagern]] zu unterscheiden, die beide ebenfalls zum „Bewirken von Materialfluss“ zählen, aber keine definierte Orientierung des [[Werkstück]]s bewirken. Sie werden in einer eigenen [[VDI-Richtlinie]] 2860 behandelt. Beim Handhaben wird eine definierte [[Pose (Technik)|Pose]] eines geometrisch definierten Objekts entweder geschaffen, oder für eine begrenzte Zeit aufrechterhalten. Weitere Forderungen können hinzukommen (siehe unten „Handhabungsfunktionen“). Typische Handhabungseinrichtungen sind [[Steuerungstechnik|programmgesteuert]], z.&nbsp;B. Industrieroboter oder [[Einlegegerät]]e.
[[Datei:2 komponenten einfachdosierer auf portal.jpg|mini|[[Vergussanlage|Dosieranlage]]]]
Die Begriffe Handlingsysteme und Handlingmodule werden vor allem in der [[Lineartechnik]] verwendet, wo zum Beispiel mit Hilfe von Aluminiumprofilen, Linearführungen und verschiedenen Linearantrieben ganze [[Portalroboter]] (ähnlich der im Bild rechts gezeigten Dosieranlage) zu Handlingzwecken aufgebaut werden.

Mit [[Pick-and-Place]]-Anwendungen werden Handhabungseinrichtungen bezeichnet, die mittels eines [[Greifsystem|Greifers]] Bauteile aufnehmen und am Zielort platzieren. Je nach erforderlicher [[Positioniergenauigkeit]] kann dazu auch ein [[Positioniersystem]] verwendet werden.

== Typen ==
[[Datei:Gerät.jpg|mini|Handhabungsgerät mit Säule im Einsatz]]

=== Stationär ===
Eine Möglichkeit ist den Manipulator mit einer Säule auszustatten, ähnlich einem Säulenschwenkkran. Der Arbeitsradius ist etwas kleiner, allerdings wird kein Stahlbau und kein Schienensystem benötigt.

=== Mobil ===
Durch das Einhängen des Manipulators in ein Schienensystem ist es möglich, einen sehr großen Arbeitsradius zu gewährleisten. Grundbedingung ist eine Infrastruktur, beispielsweise ein Stahlbau. Die Schienen sind so konzipiert, dass die Reibung, die beim Bewegen des Schienenwagens auftritt, auf ein Minimum reduziert wird.

== Kenngrößen von Handhabungskinematiken (Handhabungssystemen) ==
Kenngrößen von [[Kinematik]]en lassen sich in vier Bereiche aufteilen. Kategorien, die für technische Produkte allgemein gelten wie die [[Wartung]] oder [[Lebensdauer (Technik)|Lebensdauer]] sind darin nicht enthalten.

'''Kenngrößen der Geometrie'''

# Wie ist der Raum aufgeteilt?
# Wie grenzt sich das System mechanisch ab?
# Wie viele Freiheitsgrade besitzt der [[Flansch (Maschinenbau)|Flansch]] zum [[Endeffektor]]?

'''Kenngrößen der Belastung'''

Welche Belastungen sind am Flansch zum Endeffektor durch Gewicht und Massenträgheit möglich?

'''Kenngrößen zur Kinematik'''

Welche Geschwindigkeiten und Beschleunigungen sind möglich?

'''Kenngrößen der Genauigkeit'''

Welche Bahn- und Positionsgenauigkeiten sind erreichbar?

Zu beachten ist dabei, dass die Kenngrößen der Genauigkeit, Kinematik (wie [[Zykluszeit (Produktion)|Zykluszeit]]) und der Belastung (wie [[Nutzlast]]) stark voneinander abhängig sind. Beim Anfahren einer Position durch einen Handhabungsroboter kommt es zum Überschwingen. Das System pendelt sich innerhalb einer erforderlichen Stabilisierungszeit immer exakter auf der Zielposition ein. Die Angabe der Genauigkeit eines Roboters ist somit erst in Verbindung mit der Zykluszeit aussagekräftig. Folgende Begriffe finden sich in der VDI 2860 diesbezüglich näher erläutert:
# Drift
# Austauschbarkeit
# Stabilisierungszeit
# Überschwingen

Es ist fraglich, ob allein mit Kenngrößen eine hinreichende Beschreibung und Bewertung von Handhabungskinematiken möglich ist. Die Kenntnis von Komponenten und dem kinematischen Aufbau ist hierfür zu empfehlen.

== Achskomponenten von Handhabungskinematiken ==
'''Gliederung für Achskomponenten'''

# Antrieb
# Kraftübertragungssystem
# Wegmesssystem
# Lagerung

Schwachstellen und Fehler können bei Handhabungskinematiken vor allem durch Reibung und Spiel in den Lagern und durch die Auflösung der Wegmesssysteme hervorgerufen werden. Hierbei sind auch Fehler durch statische Verformung und dynamische Nachgiebigkeit der Gesamtstruktur zu erwähnen.

== Funktionsweise ==
Die meisten Manipulatoren basieren auf einem pneumatischen System, d.&nbsp;h., in einem Zylinder sorgt Druckluft dafür, dass die Lasten schwerelos werden. Erkannt werden die Lasten entweder von einer automatischen Waage am Greifer oder per Voreinstellung des Werkers.

Eine Koppelung mit einer [[Speicherprogrammierbare Steuerung|speicherprogrammierbaren Steuerung]] (SPS) ist ebenfalls möglich. Diese vereinfacht komplexe Abläufe mit elektrischer Unterstützung. Auch kann das Gerät bei absehbaren Veränderungen einfacher umgestellt werden.

== Hinweise ==
Manipulatoren fallen nicht unter die Kategorie [[Kran]]. Siehe hierzu BGV D6 Krane §2.

== Literatur ==
* {{Literatur
   |Autor=Stefan Hesse, Heinz Schmidt, Uwe Schmidt
   |Titel=Manipulatorpraxis
   |Verlag=Vieweg Verlag
   |Datum=2001
   |ISBN=978-3-528-03949-3}}
* {{Literatur
   |Autor=Stefan Hesse, Heinz Schmidt
   |Titel=Rationalisieren mit Balancern und Hubeinheiten. Grundlagen und praktische Anwendung
   |Verlag=Expert-Verlag
   |Datum=2000
   |ISBN=978-3-8169-1424-2}}
* {{Literatur
   |Autor=VDI
   |Titel=[[VDI-Richtlinie]] 2860: Montage- und Handhabungstechnik; Handhabungsfunktionen, Handhabungseinrichtungen; Begriffe, Definitionen, Symbole
   |Datum=1990}}
* {{Literatur
   |Titel=[[VDI-Richtlinie]] 2861: Montage- und Handhabungstechnik; Kenngrößen für Industrieroboter
   |Datum=1988}}

[[Kategorie:Baugruppe (Anlagen- und Maschinenbau)]]
[[Kategorie:Aktorik]]