Ein Greifer bringt eine Schraube, ein anderer nimmt die Mutter auf, der nächste hält eine Leiste. Immer wieder ist ein anders geformtes Werkstück an der Reihe, für jedes kommt ein anderer Spezialgreifer zum Einsatz. Das wird jetzt anders. Denn die Greiffinger DHAS und der adaptive Formgreifer DHEF können sich eigenständig an unterschiedliche Produkte und Formen anpassen. Sie sind daher besonders gut für Prozesse geeignet, in denen mehrere Gegenstände mit verschiedenen Formen bearbeitet werden.
Inspiriert von der Fischflosse
Bei der Produktentstehung des DHAS haben die Entwickler von Festo von der Tierwelt gelernt: Wie die Schwanzflosse eines Fisches knickt die Struktur mit Fin Ray Effect bei seitlichem Druck nicht weg, sondern wölbt sich um den Druckpunkt herum.
Zwei flexible Bänder bilden die Grundstruktur des Greiffingers. Sie sind über Zwischenstege miteinander verbunden. Beim Greifen passt sich der stabile, aber gleichzeitig nachgiebige Greifer aus Polyurethan der Kontur eines Werkstückes problemlos an.
Eine Kombination aus zwei oder mehreren DHAS-Greiffingern schließt sich sanft um die Gegenstände und hält sie sicher, ohne sie zu beschädigen. Besonders geeignet ist der DHAS daher zum Greifen empfindlicher Objekte mit unregelmäßiger Oberfläche. Beispielsweise findet er in der Lebensmittelindustrie beim Sortieren von Obst und Gemüse Anwendung.
Anpassungsfähig wie eine Chamäleonzunge
Inspirationsgeber für den adaptiven Formgreifer DHEF ist ein anderes Tier: das Chamäleon. Um Beute zu fangen, lässt das Tier seine Zunge wie ein Gummiband herausschnellen. Kurz bevor seine Zungenspitze das Insekt erreicht, zieht sie sich in der Mitte zurück, während sich die Ränder weiter vorwärtsbewegen. Dadurch passt sich die Zunge der Form und Größe des jeweiligen Beutetieres an und kann es fest umschließen.
Der DHEF funktioniert nach dem gleichen Prinzip. Sein zentrales Element ist eine mit leichtem Überdruck gefüllte Silikonkappe, die der Chamäleonzunge nachempfunden ist. Die Verformung der Kappe wird mit einem pneumatischen, doppelt wirkenden Zylinder gesteuert. Durch Belüften der Druckluftanschlüsse wird eine Kolbenstange ein- und ausgefahren.
Die innenliegende Kolbenstange ist mit der Spitze der Silikonkappe verbunden. Beim Einfahren der Stange stülpt sich die Kappe nach innen. Dadurch kann ein Greifobjekt eingeschlossen und gegriffen werden. Auch die Aufnahme mehrerer Gegenstände, wie etwa Schrauben aus einer Schale, lässt sich über eine entsprechende Ansteuerung mit Proportionalventilen realisieren.
Vom Prototyp zum Serienprodukt
Industrie 4.0 voraus: Zukünftig werden zunehmend individuelle Produkte gefertigt werden. Adaptive Maschinen und Fertigungsanlagen werden daher immer wichtiger. Komponenten, wie Greifer, die sich eigenständig an unterschiedliche Produkte und Szenarien anpassen, rücken in den Fokus. Darum schaut Festo der Natur auf die „Finger“.
Der adaptive Formgreifer DHEF und der Greiffinger DHAS sind aus interdisziplinären Forschungsarbeiten des Bionic Learning Network hervorgegangen. Sie wurden zunächst als Prototypen konzipiert und anschließend zum Serienprodukt weiterentwickelt. Eine Lösung für unterschiedlichste Anwendungen.
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