Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Künstliche Muskeln: Gelenkiger Spinnen-Greifer für Industrieroboter passt sich dem Werkstück an

26.03.2015

Flexibel, schnell und punktgenau bewegt er seine Gliedmaßen: Ein neuartiger Saug-Greifer für Roboterarme, den Forscher an der Universität des Saarlandes entwickelt haben, ist mit seinen Muskeln aus haarfeinen Formgedächtnisdrähten überaus gelenkig. Anders als bislang übliche Vakuum-Saugsysteme, die flache Werkstücke immer gleich starr greifen oder mühsam von Hand eingestellt werden, lässt er sich einfach während des Betriebes umprogrammieren. Der wandlungsfähige Saarbrücker Prototyp bewegt seine Extremitäten ähnlich denen einer Spinne und passt sich dem Werkstück je nach Bedarf an. Die Forschergruppe von Professor Stefan Seelecke zeigt ihn und ihr neues Verfahren auf der Hannover Messe.

Die Forscher demonstrieren ihren Prototypen vom 13. bis 17. April auf der Hannover Messe am saarländischen Forschungsstand (Halle 2, Stand B 46).


Den Prototypen eines neuartigen Saug-Greifers für flache Werkstücke wie Bleche oder Glasscheiben hat Ingenieur Paul Motzki aus dem Forscherteam von Professor Stefan Seelecke mitentwickelt.

Foto: Oliver Dietze

Greift sich in einer Fertigungsstraße ein Roboter ein flaches Werkstück, etwa ein Blech, das im nächsten Verarbeitungsschritt an genau markierten Stellen Bohrungen erhalten soll, passiert es nicht selten, dass just dort, wo sich sein starrer Saug-Greifer festsaugt, ein Loch geplant ist.

Gerade in vollautomatisierten Prozessen ist so etwas für die Ingenieure im Hintergrund eine echte Herausforderung, die Zeit und Nerven beim Umplanen und Ummontieren kostet. Ihnen kann künftig ein neuartiger flexibler Saug-Greifer weiterhelfen, den die Forschergruppe von Stefan Seelecke an der Universität des Saarlandes und am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik entwickelt hat.

Der „Spinnen-Greifer“ lässt seine Muskeln spielen und bewegt seine Greifarme – der Prototyp hat vier davon –, die auf diese Weise nicht mehr sich selbst im Weg sind. Und das bei voller Fahrt, ohne dass der Betrieb behindert wird, oder der Prozess gestoppt werden müsste.

„Unser Saug-Greifer 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, so genannte Endeffektoren, auf ihren Einsatz warten“, sagt Professor Seelecke.

Möglich wird dies durch feine Drähte mit „Formgedächtnis“. Damit bezeichnen die Wissenschaftler das Phänomen, dass solche Drähte ihre alte Form wieder annehmen können, nachdem sie verformt wurden, sich also quasi an diese erinnern.

„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 Professor Seelecke. Die Ingenieure bündeln mehrere der hauchfeinen Drähte, dadurch geben diese durch die größere Oberfläche schneller Wärme ab als ein einzelner dickerer Draht, so dass das Bündel schneller abkühlen und wieder lang werden kann.

Das Prinzip wurde dem menschlichen Muskel nachempfunden. Auf diese Weise wird eine schnelle An- und Entspannung und damit auch eine flinke Bewegung der muskulösen Greifer-Gliedmaßen möglich – und das mit hoher Zugkraft. Auf kleinem Raum lassen sich kraftvolle Bewegungen ausführen: „Unsere Formgedächtnisdrähte haben von allen bekannten Antriebsmechanismen die höchste Energiedichte“, erläutert Seelecke.

Durch die Formgedächtnisdrähte ist der „Endeffektor“ leicht, geräuschlos und – abgesehen von dem ihn führenden Roboterarm – unabhängig von weiteren Apparaturen. Er benötigt nur Strom und ist auf keine sonstigen Antriebe wie Elektromotoren oder Druckluft angewiesen. Die Steuerung erfolgt über einen winzigen Halbleiterchip. Auch weitere Sensoren sind nicht nötig, damit der Saug-Greifer passgenau greifen kann.

„Die Drähte selbst liefern alle Daten, Sensoreigenschaften sind also automatisch integriert“, sagt Ingenieur Paul Motzki, der als Wissenschaftlicher Mitarbeiter von Professor Seelecke den Prototyp des Greifers im Rahmen seiner Doktorarbeit mitentwickelt hat.

„Die Regelungseinheit ordnet den Messwerten des elektrischen Widerstands, die ohnehin erhoben werden, exakt die jeweilige Deformation der Drähte zu. Dadurch weiß das System zu jeder Zeit, in welcher Position welches der Drahtbündel steht“, erklärt der Doktorand. Hierdurch können die Ingenieure künftig äußerst präzise Bewegungsabläufe programmieren. Auf der Hannover Messe demonstrieren sie den Prototypen ihres flexiblen Endeffektors.

Die Europäische Union fördert die Forschung im Projekt „IProGro“ im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE).


Kontakt: Professor Stefan Seelecke (Lehrstuhl für Unkonventionelle Aktorik):
Tel. 0681 302 71341; E-Mail: stefan.seelecke@mmsl.uni-saarland.de
http://www.mmsl.uni-saarland.de/
Benedikt Holz, Tel.: 0681 302-71345, E-Mail: benedikt.holz@mmsl.uni-saarland.de
Paul Motzki, Tel.: 0681/85787-545; E-Mail: p.motzki@mechatronikzentrum.de

Hintergrund:
Am Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik ZeMA in Saarbrücken arbeiten Saar-Uni, Hochschule für Technik und Wirtschaft sowie Industriepartner zusammen, um Mechatronik und Automatisierungstechnik im Saarland zu stärken sowie den Technologietransfer zu fördern. In zahlreichen Projekten wird industrienah entwickelt und neue Methoden aus der Forschung in die industrielle Praxis umgesetzt. http://www.zema.de/

Der saarländische Forschungsstand wird organisiert von der Kontaktstelle für Wissens- und Technologietransfer der Universität des Saarlandes (KWT). Sie ist zentraler Ansprechpartner für Unternehmen und initiiert unter anderem Kooperationen mit Saarbrücker Forschern. http://www.uni-saarland.de/kwt

Claudia Ehrlich | Universität des Saarlandes

Weitere Nachrichten aus der Kategorie HANNOVER MESSE:

nachricht Prüfvorgänge servicefreundlich gestalten
20.04.2016 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Modulare Steckverbinder in Snap-in-Rahmen
20.04.2016 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: HANNOVER MESSE >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise