Vakuum-Pumpe für mobile Roboter

Autonome mobile Roboter (AMR) und fahrerlose Transportsysteme (FTS) übernehmen längst nicht mehr nur den Transport: Sie greifen, bewegen und handhaben eigenständig. Vakuum ist dabei die Schlüsseltechnologie: Es kombiniert schonendes Greifen mit Geschwindigkeit, Flexibilität und Zuverlässigkeit in dynamischen Prozessen.

In der Vakuum-Handhabung haben sich zwei Technologien etabliert: elektrische Vakuum-Erzeuger wie Drehschieber- oder Klauenpumpen sowie pneumatische Erzeuger, sogenannte Ejektoren. Diese sind kompakt, leicht und eignen sich für dynamische Prozesse. Sie benötigen Druckluft, die zentral oder dezentral erzeugt werden muss. Dafür sind zwei Energieumwandlungen nötig: von elektrischer Energie in Druckluft und von Druckluft in Vakuum. Das macht das Prinzip energieintensiv.

Elektrische Vakuum-Erzeuger erzeugen den Unterdruck direkt und benötigen keine Druckluft. Viele klassische Lösungen sind jedoch groß und schwer. Ihre mechanisch bewegten Teile machen sie zudem weniger dynamisch, wodurch sie möglichst kontinuierlich laufen sollten, auch wenn zeitweise kein Vakuum benötigt wird. Kompakte und energieeffiziente Lösungen wie die Vakuum-Erzeuger ECBPMi und ECBPi, aber auch die Kompaktpumpe GCPi von Schmalz schließen diese Lücke teilweise. Ihre Leistung von maximal 50 Litern pro Minute begrenzt jedoch das Anwendungsspektrum, insbesondere in der Intralogistik. Für mobile und dezentrale Einsätze fehlte damit bislang eine Lösung, die kompakte Bauweise, schnelle Reaktion und hohe Leistung verbindet.

Schmalz adressiert diesen Bedarf mit der vollelektrischen und anschlussfertigen 24-V-Vakuum-Pumpe GSP. Mithilfe dieser Pumpe können Automatisierungslösungen flexibel und unabhängig vom Druckluftnetz in bestehende Hallenkonzepte integriert werden. Das erleichtert die Nachrüstung und den Einsatz in der Automobil-, Glas- oder Verpackungsindustrie.

Mit einem Saugvermögen von 50 bis 150 Litern pro Minute deckt die intelligente Vakuum-Pumpe GSP ein breites Anwendungsspektrum ab. Die Vakuum-Vorspannung mit dem Kompaktventil LQE und die integrierte Schalldämpfung reduzieren den Betriebslärm. Auf zusätzliche Schalldämmmaßnahmen kann in vielen Fällen verzichtet werden.

Das Herzstück der Vakuum-Pumpe ist ihre intelligente Regelung. Die Drehzahl passt sich selbstständig an das tatsächlich benötigte Vakuum-Level an. Bei luftdichten Werkstücken reduziert die Pumpe ihre Drehzahl auf null und verbraucht damit nahezu keine Energie. Gleichzeitig bietet sie Leistungsreserven für schnelle Zyklen sowie das Greifen von Werkstücken mit Leckagen. Im Vergleich zu herkömmlichen elektrischen Vakuum-Erzeugern spart die Vakuum-Pumpe GSP bis zu 90 Prozent Energie. Für mobile Anwendungen mit Batteriebetrieb bedeutet das: deutlich längere Laufzeiten oder kleinere Batterien.

Für den direkten Einsatz konzipiert, ist die Vakuum-Pumpe GSP sofort betriebsbereit. Ein manuelles Software-Setup entfällt. In Kombination mit dem Kompaktventil LQE bietet Schmalz eine Plug-and-Play-Lösung, bei der Pumpe und Ventil eigenständig miteinander kommunizieren. Während der Wartezeit zwischen zwei Greifvorgängen baut das System bereits Vakuum auf. Beim nächsten Pick erzeugt das gespeicherte Vakuum einen gezielten Einströmimpuls, der den Greifvorgang beschleunigt: Das Werkstück wird dadurch schneller angesaugt. Das atmosphärische Belüften über das Kompaktventil reduziert den Energieeinsatz beim Ablegen der Werkstücke um bis zu 99 Prozent gegenüber herkömmlichen Abblasverfahren mit Druckluft. Das Zusammenspiel erhöht die mögliche Zyklusfrequenz und unterstützt dynamische Handhabungsprozesse im Order Fulfillment und in der Intralogistik.

Die NFC-Schnittstelle erleichtert die Inbetriebnahme und Diagnose durch Smartphone-Zugriff. Prozess- und Gerätedaten sind jederzeit über das integrierte Farbdisplay einsehbar und werden im IO-Link-Betrieb an die übergeordnete SPS übermittelt. Die Pumpe erkennt automatisch, ob sie an einen IO-Link-Master angeschlossen ist, und schaltet selbstständig in den entsprechenden Modus. Mithilfe der übertragenen Vakuumwerte und Diagnoseinformationen identifiziert das System potenzielle Störungen frühzeitig. Alternativ kann die Pumpe auch über Standard-I/O angesteuert werden. Die Pumpe ermittelt die Materialporosität des zu handhabenden Werkstücks – ob Karton, Kunststoff oder Metall – selbstständig und passt den Volumenstrom entsprechend an.

Die Vakuum-Pumpe GSP erkennt auftretende Leckagen automatisch und regelt die Pumpenleistung nach, ohne dass ein Eingriff erforderlich ist. Optional lässt sie sich für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) auslegen. Somit werden saugdichte Werkstücke selbst bei Strom oder Netzausfall bis zu 20 Stunden gehalten.