Spinnengreifer für Industrieroboter passt sich Bauteilen an
Ingenieure aus Saarbrücken haben einen Greifer für Industrieroboter entwickelt, dessen spinnenähnlichen Gliedmaßen sich schnell umprogrammieren lassen. Das macht ein Arsenal verschiedener steifer Greifer überflüssig. Zu sehen ist der Spinnengreifer auf der Hannover Messe 2015.
Ingenieur Paul Motzki hat den Prototyp des Sauggreifers mitentwickelt: Er eignet sich für flache Werkstücke wie Bleche oder Glasscheiben und ist mit seinen Muskeln aus haarfeinen Formgedächtnisdrähten überaus gelenkig.
Foto: Oliver Dietze/Universität des Saarlandes
Der neue Sauggreifer bewegt seine Gliedmaßen ähnlich wie eine Spinne. Die vier Arme sind gelenkig und passen sich einem Bauteil punktgenau an. Diese Neuentwicklung ist Gold wert. „Unser Sauggreifer lässt sich während des Betriebs mühelos und leicht umprogrammieren. Dadurch wird die Produktion beschleunigt und nicht zuletzt auch Platz im Lager gespart, wo üblicherweise viele, fast identische Greifer, sogenannte Endeffektoren, auf ihren Einsatz warten“, sagt Professor Stefan Seelecke.
Der Ingenieur hat das neue System mit seiner Forschergruppe an der Universität des Saarlandes in Saarbrücken entwickelt. Beteiligt daran war auch das dort ansässige Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik.
Spinnengreifer hat Formgedächtnis
Der neue Spinnengreifer ist flexibel, weil er feine Drähte hat, die über ein sogenanntes Formgedächtnis verfügen: Die Drähte können verformt werden, ziehen sich danach aber wieder ihre alte Form zurück. Sie erinnern sich sozusagen an ihren Ursprung. „Wir nutzen dabei die Fähigkeit der Legierung Nickel-Titan zur Phasenumwandlung: Erwärmen wir einen Draht aus dieser Legierung, indem wir zum Beispiel elektrischen Strom hindurch fließen lassen, wandelt sich seine Gitterstruktur um, und er zieht sich zusammen“, erklärt Seelecke.
Industrieroboter arbeiten meist mit Greifern, die auf eine Aufgabe spezialisiert sind. Künftig könnten sie sich während des Betriebs durch Umprogrammierung verschiedenenen Bauteilen anpassen.
Quelle: Julian Stratenschulte/dpa
Mehrere der hauchfeinen Drähte sind gebündelt. Der Vorteil: Mit ihrer größeren Oberfläche geben sie schneller Wärme ab als ein einzelner dickerer Draht. Dieses Prinzip wurde dem menschlichen Muskel nachempfunden. Die Bündel können schneller wieder abkühlen und sich entspannen – mit dem Ergebnis, dass sie flink sind und eine hohe Zugkraft haben.
Sensoreigenschaften sind automatisch integriert
Der geräuschlose Greifer braucht weder Elektromotoren oder Druckluft, sondern nur Strom. Gesteuert wird er über einen winzigen Halbleiterchip. Die Drähte liefern alle Daten, sodass keine weiteren Sensoren zum Greifen nötig sind. „Sensoreigenschaften sind also automatisch integriert“, erklärt der Ingenieur Paul Motzki, der als wissenschaftlicher Mitarbeiter den Greifer-Prototyp mitentwickelt hat. Das System weiß immer, welches der Drahtbündel sich in welcher Position befindet. Deshalb lassen sich Bewegungsabläufe präzise programmieren.
Wie der Spinnengreifer in natura funktioniert, demonstrieren die Forscher auf der Hannover Messe 2015 vom 13. bis 17. April 2015 am saarländischen Forschungsstand.
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