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Handhabung Die Natur zum Vorbild

| Redakteur: Jan Vollmuth

Die Natur steckt voller Beispiele für Energieeffizienz. Festo überträgt im Rahmen des Bionic Learning Networks diese Prinzipien auf seine Produkte, um den Energieverbrauch in der Industrie zu optimieren.

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Bei dem Bionischen Handling Assistent 3.0 handelt es sich um ein Assistenzsystem, das sich durch Sprachsteuerung und Bilderkennung steuern lässt.
Bei dem Bionischen Handling Assistent 3.0 handelt es sich um ein Assistenzsystem, das sich durch Sprachsteuerung und Bilderkennung steuern lässt.
(Bild: Festo)

Gegenstände zu greifen, halten und abzulegen sind zentrale Vorgänge in der Produktion, die durch Automatisierungstechnik gelöst werden. Konventionelle Greiferlösungen weisen jedoch hinsichtlich ihrer Energieeffizienz oft ein ungünstiges Verhältnis zwischen Greifkraft und Gewicht auf.

Es geht auch anders: Die Natur steckt voller Beispiele für Effizienzprinzipien. Festo macht es sich im Rahmen des Bionic Learning Network zur Aufgabe, diese Prinzipien in die Automatisierungstechnik zu übertragen, um den Verbrauch von Energie in der Industrie zu optimieren.

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Eines der ersten Ergebnisse dieser Bemühungen war der Bionische Handling-Assistent. Dabei handelt es um ein flexibles Assistenzsystem nach dem Vorbild eines Elefantenrüssels. Das System wurde bereits im Jahr 2010 mit dem Deutschen Zukunftspreis prämiert und seitdem kontinuierlich zur aktuellen Version 3.0 weiterentwickelt.

Das Assistenzsystem ermöglicht einen sicheren und direkten Kontakt zwischen Mensch und Maschine – wegweisend für neue Interaktionsformen von Menschen mit der Technik. Im Falle einer Kollision mit dem Menschen birgt das System keine Gefahr und muss nicht wie konventionelle Fabrikroboter sorgfältig von Menschen abgeschirmt werden. Durch seine elf Freiheitsgrade ist der Bionischen Handling-Assistent frei im Raum in alle Richtungen bewegbar.

Zerlegt man den Bionischen Handling-Assistenten in seine Einzelkomponenten, fällt zunächst die einem Elefantenrüssel nachempfundene Form auf. Gelenk und Greifer komplettieren den dreiteiligen Aufbau des Systems. Grundlage des Assistenten bilden Produkte von Festo, die sonst in Maschinen und Anlagen eingesetzt sind: Steuerungen, Greifer, Sensoren und Ventile.

Der Greifer besitzt die Struktur der Schwanzflosse eines Fisches

Als Fingerersatz dient der Adaptive Greifer DHDG, der so genannte FinGripper. Er besteht aus einem pneumatischen Aktuator in Form eines Faltenbalgs sowie drei Greiffingern in Form der Fin Ray Struktur der Schwanzflosse eines Fisches. Grundlage dieser Struktur sind zwei flexible Bänder, die wie ein Dreieck in der Spitze zusammenlaufen. In regelmäßigen Abständen sind Zwischenstege eingesetzt, die über Gelenke mit den Bändern verbunden sind. Mit diesem flexiblen Verbund können sich die Greiffinger bei seitlich einwirkendem Druck an die Kontur eines Werkstücks anpassen – ähnlich der menschlichen Hand, nur viel schneller.

Flexibilität und Nachgiebigkeit des Greifers überzeugen insbesondere beim Festhalten und Transportieren von empfindlichen Objekten oder Objekten mit voneinander abweichenden Konturen.

Im Vergleich zu den herkömmlich schweren Greifern aus Metall zeichnet sich der Adaptive Greifer durch ein rund 90 % geringeres Gewicht aus. Dies verdankt der Greifer seinem Herstellungsverfahren: Beim Selective Laser Sintering werden 0,1 mm dünne Schichten aus Polyamidpulver nacheinander aufgetragen und zu einem festen Bauteil ausgehärtet. Derart leichtgewichtig und flexibel greift und bewegt der DHDG Werkstücke sehr energieeffizient bei gleichzeitig kurzen Taktzeiten.

Derzeit entwickelt Festo drei Varianten des Adaptiven Greifers, die verschieden große Objekte greifen können: von der Haselnuss bis zu Grapefruit. Internationale Pilotkunden setzen den adaptiven Greifer bereits in Produktionslinien ein.

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