Flexible Robotergreifer für wechselnde Werkstücke – Adaptive Greiflösungen mit MATRIX FLEXCLAMP

In vielen Fertigungen ist Automatisierung nicht mehr die größte Hürde – Variantenvielfalt ist es. High-Mix/Low-Volume, kurze Produktlebenszyklen und häufige Geometrieupdates stellen Produktionssysteme vor die Herausforderung, unterschiedlichste Teile zuverlässig zu handhaben.

Gerade in Montage- und Prüfprozessen wird deshalb der Greifer oft zum limitierenden Faktor: Der Roboter ist da, das Handlingprinzip ist klar – aber sobald das Bauteil wechselt, braucht es neue Greiferfinger, neue Backen oder gleich einen komplett neuen Greifer.

Herausforderung: Greifer skalieren in variantenreichen Zellen schlecht

Viele Automationszellen folgen einem bekannten Muster:

• Pro Bauteilvariante gibt es eigene Greiferbacken oder Greiferfinger
• Bei Produktwechseln wird mechanisch umgerüstet (oder der Roboter wechselt den kompletten Greifer)
• Greifer und Backensätze müssen gelagert, verwaltet, gereinigt und wiedergefunden werden
• Zusätzlich entstehen Taktzeitrisiken durch Umrüstungen, Fehlbestückung oder nicht saubere Greiflagen

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Das skaliert schlecht: Mehr Varianten bedeuten nicht nur mehr Programmierung, sondern vor allem mehr Hardware, mehr Stillstandszeit und mehr Komplexität im Betrieb. Genau das ist ein typisches Problem in High-Mix/Low-Volume-Umgebungen, in denen klassische Automatisierung schnell an Grenzen stößt.

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Der nächste Schritt: vom bauteilspezifischen Greifer zur adaptiven Greiffläche

Quick-Change-Systeme und modulare Greifer helfen, bleiben aber oft bauteilspezifisch: Am Ende muss trotzdem eine Form konstruiert werden – nur eben als Satz Greiferfinger statt als Komplettgreifer.

Der logische nächste Schritt ist eine Greiflösung, die sich an die reale Werkstückgeometrie anpasst und diese Form anschließend stabil verriegelt. Genau hier setzt das MATRIX FLEXCLAMP System an.

Lösung: MATRIX FLEXCLAMP – adaptive Pins, flexible Kontur, sichere Verriegelung

Das Flex-Clamp-System von MATRIX kann sowohl als Endeffektor an Robotergreifern montiert als auch als flexible Auflage verwendet werden. Es besteht aus einer Vielzahl gefederter MATRIX-Pins, die sich beim Schließen des Greifers an die Werkstückgeometrie anpassen. Nach dem Anpassen werden die Pins pneumatisch geklemmt, um die Negativform zu speichern und Greifkraft aufzubringen.

Ein besonderes Merkmal ist die drucklose Verriegelung, die auch bei Ausfall der Druckluft eine sichere Fixierung gewährleistet. Außerdem kann das System Greiferwechsel und sogar Greiferbahnhöfe in variantenreichen Anwendungen deutlich reduzieren oder ersetzen.

Kurz gesagt: Statt die Geometrie über greiferspezifische Backen „nachzubauen", entsteht eine adaptive Kontakt- und Greiffläche, die sich anformt, verriegelt und prozesssicher hält.

Wie das Prinzip in der Praxis funktioniert

Das Grundprinzip lässt sich in vier Schritte gliedern:

1. Anfahren und anformen
   Der Greifer fährt das Werkstück an. Beim Schließen legen sich die Pins federnd an die Kontur an und bilden lokal eine anpassungsfähige Kontaktfläche.
2. Verriegeln und Form speichern
   Sobald die Pins anliegen, werden sie pneumatisch geklemmt – die anliegende Kontur wird „eingefroren".
3. Greifkraft aufbringen und bewegen
   Eine zusätzliche Greifkraft unterstützt den Formschluss. Das Werkstück kann transportiert, orientiert oder in eine Folgeoperation übergeben werden.
4. Lösen und nächstes Werkstück
   Zum Ablegen wird die Klemmung durch Druckluft gelöst. Die Pins können in eine definierte Ausgangslage zurückkehren und sich anschließend wieder neu an die nächste Geometrie anformen.

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Drei typische Greif- und Handlingszenarien für FLEXCLAMP

In der Praxis entstehen die größten Hebel, wenn man Greifstrategie und Prozesslayout zusammen denkt. Drei häufige Szenarien:

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1) Beidseitiges Greifen: zwei adaptive Greifflächen statt zwei Backensätze

Zwei FLEXCLAMP Einheiten greifen das Bauteil von zwei Seiten. Vorteil: Ein Greifer deckt mehrere Geometrien ab, weil sich die Kontaktflächen jeweils anformen und verriegeln. Ideal für komplexe Außenkonturen, empfindliche Oberflächen oder wechselnde Bauteilfamilien.

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2) Einseitiges Greifen + Niederhalter: formangepasstes Aufnehmen von oben

In manchen Zellen ist ein beidseitiges Zufahren nicht möglich (Bauraum, Bauteillage, Takt). Hier kann eine FLEXCLAMP Einheit von oben oder von einer Seite anformen und verriegeln – ein zusätzlicher Niederhalter/Schwenkspanner übernimmt anschließend die eigentliche Haltekraft. Das ist besonders attraktiv, wenn Bauteile auf einer Auflage liegen und prozesssicher gehalten werden sollen.

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3) Skalieren über mehrere Einheiten: große Teile, große Freiheit

Für große Werkstücke kann die Greiffläche durch mehrere FLEXCLAMP Einheiten skaliert werden. So lassen sich auch lange oder flächige Bauteile stabil aufnehmen, ohne dass ein großer, bauteilspezifischer Sondergreifer aufgebaut werden muss. Gleichzeitig bleibt das Layout modular: Anzahl und Position der Einheiten orientieren sich am Bauteil und am Prozess.

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Was Unternehmen damit gewinnen

Der Nutzen zeigt sich meist nicht in einem einzelnen KPI, sondern in der Summe vieler Entlastungen:

• Weniger Greiferhardware: Ein adaptives System kann mehrere Varianten abdecken, statt viele Backensätze zu benötigen.
• Weniger Stillstand: Greiferwechsel und Umrüstvorgänge entfallen oder werden deutlich reduziert.
• Schnellere Produktwechsel: Neue Geometrien lassen sich in vielen Fällen ohne mechanische Anpassung handhaben.
• Weniger Layoutaufwand: Tool-Change-Stationen und Greiferbahnhöfe können kleiner werden oder entfallen.
• Schonender Kontakt: Pins legen sich an, statt punktuell harte Lastspitzen zu erzeugen – besonders interessant bei empfindlichen Oberflächen.

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Wann FLEXCLAMP besonders sinnvoll ist

FLEXCLAMP spielt seine Stärken aus, wenn:

• viele Varianten auf einer Linie laufen (oder Varianten regelmäßig dazukommen)
• Bauteile eine hohe Toleranz haben (Gussteile, Schmiedeteile)
• klassische Greiferfinger häufig nachgearbeitet werden müssen
• Produktänderungen schnelle Anpassungen im Handling erfordern
• der Greiferwechsel ein wiederkehrender Stillstandsgrund ist

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Fazit: Der Greifer wird zum flexiblen Prozessbaustein – nicht zum Variantenlager

In variantenreichen Produktionsumgebungen entscheidet häufig nicht die Robotik über die Wirtschaftlichkeit, sondern das Handling. Adaptive Greiflösungen wie MATRIX FLEXCLAMP verschieben den Fokus: weg von bauteilspezifischen Greiferbacken hin zu einer Greiffläche, die sich anpasst, verriegelt und prozesssicher greift.

Wenn Sie aktuell mit häufigen Greiferwechseln, Variantenhardware oder instabilen Greiflagen kämpfen, lohnt sich ein Blick auf adaptive Greifstrategien – bevor der nächste Satz Greiferfinger bestellt wird.