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Ratgeber
Der etwas sperrige Begriff Handhabungstechnik bezieht sich auf alle technischen Methoden, Prozesse und Systeme, um Gegenstände oder Materialien zu bewegen, zu positionieren, zu greifen, zu transportieren oder anderweitig zu handhaben. Sie ist ein wesentlicher Faktor bei der Umsetzung von Konzepten der Industrie 4.0. In unserem Ratgeber stellen wir Ihnen die wichtigsten Anwendungen der Handhabungstechnik mit ihren typischen Komponenten vor.
Industrie 4.0 bezieht sich auf die vierte industrielle Revolution. Sie ist durch die fortschreitende Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung von industriellen Prozessen, Lösungen und Systemen gekennzeichnet. Handhabungstechnik spielt in diesem Kontext eine wichtige Rolle, da sie eng mit den Zielen und Prinzipien von Industrie 4.0 verknüpft ist.
Wichtigstes Merkmal der Industrie 4.0 ist die Vernetzung von Maschinen, Anlagen und Systemen. In der Handhabungstechnik sind dafür Sensoren und intelligente Systeme in Greifern, Förderbändern oder Robotern im Einsatz. Sie sammeln Daten über den Status von Objekten, Bewegungen oder Prozessen. Diese Daten lassen sich für eine bessere Steuerung, Überwachung und Optimierung der Handhabungsvorgänge nutzen. So können Roboter und Greifer so programmiert werden, dass sie flexibel auf Änderungen in der Umgebung reagieren und Aufgaben eigenständig anpassen können. Das steigert die Effizienz und die Präzision der Handhabung.
Handhabungstechnik lässt sich zudem nahtlos in moderne Fabrikstrukturen integrieren, damit ergibt sich eine engere Verknüpfung von Produktionsschritten und eine verbesserte Gesamtsteuerung der Fertigung. Industrie 4.0 und Handhabungstechnik gehen somit Hand in Hand, um Verarbeitungs- und Fertigungsprozesse intelligenter, effizienter, flexibler und anpassungsfähiger zu gestalten.
Zu unterscheiden sind zunächst Transportgeräte und Positionierungsgeräte. Während Transportgeräte Material von einem Ort zum anderen transportieren, dienen Positionierungsgeräte zur Manipulation von Objekten oder Material an einem einzigen Ort.
Förderbänder sind in der Regel nötig, wenn Material häufig zwischen bestimmten Punkten über einen festen Weg transportiert werden soll. Genau genommen gehören Förderbänder allerdings nicht zu Handhabungseinrichtungen, da sie im Allgemeinen keine definierte Orientierung des Materials bewirken. In einigen Fällen ist es aber dennoch möglich, manipulativ auf den Materialfluss einzuwirken, zum Beispiel im Rahmen der Robotik.
Förderbänder lassen sich durch die Art des zu transportierenden Produkts charakterisieren, und zwar für Stückgut oder Schüttgut. Bei Stückgut kommt es darauf an, ob sich Lasten auf dem Förderband stauen können oder nicht. Die Stauung ermöglicht eine periodische Bewegung jeder Materialeinheit, während sich auf Förderbändern ohne Staufunktion alle Einheiten gleichzeitig bewegen.
Beispiele für Schüttgutförderer sind Magnetband-, Muldenband-, Becher- und Schneckenförderer. Ein Sortierfördersystem dient zum Zusammenführen, Identifizieren, Einschleusen und Trennen von Produkten, die zu bestimmten Zielen befördert werden sollen.
Es besteht in der Regel aus Flachband-, Rollen- und Rutschenfördersegmenten zusammen mit verschiedenen beweglichen Armen oder Rädern und Ketten, die Produkte zu verschiedenen Zielen ablenken, schieben oder ziehen.
Krane transportieren Lasten dagegen über variable Wege innerhalb eines begrenzten Bereichs. Sie bieten mehr Flexibilität bei der Bewegung als Förderbänder, da die zu transportierenden Lasten in Bezug auf Form und Gewicht variabler sein können. Die meisten Krane verwenden Laufkatzen und Fahrwerke für die horizontale Bewegung und Hebezeuge für die vertikale Bewegung. Zu den gebräuchlichsten Kranen gehören Ausleger-, Brücken-, Portal- und Stapelkrane.
Flurförderzeuge transportieren Materialien ebenfalls über variable Wege, sind aber flexibler bei der Bewegung als Förderbänder und Krane. Die verschiedenen Arten von Flurförderzeugen lassen sich danach unterscheiden, ob sie über Gabeln für die Handhabung von Paletten verfügen und ob diese motorisch oder manuell gehoben und bewegt werden können.
Handgeführte Manipulatoren wie Palettenhubwagen, Rollwagen und Sackkarren werden in der Regel für den Transport kleinerer Lasten eingesetzt, bei denen größere Geräte Schwierigkeiten hätten. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil des Materialtransports.
Positioniergeräte handhaben Material an einem einzigen Ort. Sie lassen sich zum Beispiel an einem Arbeitsplatz einsetzen, um Materialien zuzuführen, auszurichten oder anderweitig zu manipulieren. Im Vergleich zur manuellen Handhabung kann der Einsatz von Positionierhilfen die Produktivität erhöhen und Schäden durch menschliches Versagen oder Unachtsamkeit abwenden. In vielen Fällen sind Positionierhilfen für die ergonomischen Anforderungen einer Aufgabe erforderlich und können durch diese gerechtfertigt sein.
Beispiele für Positionierungsgeräte sind neben Hub-, Kipp- und Drehtische auch Hebezeuge und Balancer. Federzüge, auch als Federzugsysteme oder Federzuggeräte bezeichnet, sind mechanische Hebezeuge, um Werkzeuge, Geräte oder Gegenstände in Arbeitsumgebungen aufzuhängen oder zu positionieren. Sie verwenden eine Kombination aus Federn und Seilen, um ein Objekt in einer bestimmten Höhe oder Position zu halten. Ähnlich arbeiten Balancer. Bei ihnen schaffen mechanische Kräfte den Ausgleich des Gewichts eines Objekts, sodass schwere Lasten scheinbar mühelos bewegt oder positioniert werden können. Diese ergonomische Lösung verringert die physische Belastung für den Benutzer und verbessert die Situation am Arbeitsplatz. Balancer lassen sich in verschiedenen Arbeitsumgebungen einsetzen, darunter in Linien für die Montage, in Werkstätten, in der Produktion, im Maschinenbau und in anderen Bereichen, in denen schwere Werkzeuge oder Geräte häufig bewegt werden müssen.
Federzüge und Balancer schließen die Lücke zwischen Hebezeugen und Industrierobotern und lassen sich für ein breiteres Spektrum an Positionierungsaufgaben einsetzen als Hebezeuge. Außerdem sind diese Handhabungsgeräte flexibler als Industrieroboter, da man sie manuell steuern kann. Der Endeffektor eines Manipulators lässt sich häufig mit mechanischen Greifern, Vakuumgreifern, elektromechanischen Greifern oder anderen Werkzeugen ausgestattet sein.