Manipulator

Ein Manipulator ist ein handgeführtes Handhabungsgerät: Das Gerät trägt das Gewicht, der Mensch bestimmt die Bewegung. Sein Kennzeichen ist die starre Kinematik zwischen Aufhängung und Last – ein Arm oder eine Achse statt eines Seils. Dadurch nimmt er nicht nur die Gewichtskraft auf, sondern auch Querkräfte und Momente, etwa aus einer außermittig gegriffenen Last.

Ein Manipulator ist kein Roboter. Er hat kein Programm und fährt keine Bahn selbstständig ab; jede Bewegung entsteht an der Hand des Bedieners. Im Regelwerk werden solche Geräte in DIN EN 14238 als handgeführte Manipulatoren behandelt. Als Maschine im Sinne der Maschinenrichtlinie tragen sie eine CE-Kennzeichnung.

Ein Antrieb – meist ein Pneumatikzylinder, zunehmend auch ein Elektroantrieb – erzeugt eine Kraft, die dem Gewicht der Last entgegenwirkt. Entweder wird der Ausgleich für eine bekannte Last voreingestellt und zwischen „mit Last“ und „ohne Last“ umgeschaltet, oder das Gerät erfasst das Gewicht nach dem Greifen selbst. Bei der dritten Variante steuert der Bediener Heben und Senken feinfühlig über den Griff.

Ausgeglichen wird das Gewicht, nicht die Masse. Eine schwere Last lässt sich mit wenig Kraft halten, muss aber weiterhin beschleunigt und abgebremst werden. Deshalb fühlt sich ein großer Manipulator träger an als ein kleiner, und deshalb zählt bei schweren Teilen die ruhige Bewegung mehr als die schnelle.

Die Bauarten unterscheiden sich darin, wie die Last geführt wird und wie das Gerät im Raum steht.

Ein Manipulator scheitert selten an der Traglast. Maßgebend ist das Moment aus Last mal Ausladung, das am Fußpunkt oder an der Aufhängung in das Bauwerk geht – der Boden, die Dübel oder die Hallenkonstruktion müssen es aufnehmen. Zur Traglast zählt immer auch der Greifer.

Der Arbeitsbereich endet an der Reichweite des Arms; wer mehrere Plätze bedienen will, braucht ein Schienensystem. Und der Greifer entscheidet über die Akzeptanz: Dauert das Aufnehmen länger als das Heben von Hand, bleibt das Gerät stehen. Für reinen Transport über lange Wege ist ein Kran das passendere Mittel, für vollständig gleichförmige Abläufe mit hohem Takt die Automatisierung.