Chamäleon-FlexShapeGripper

Instinkt für neue Ideen

Vom bionischen Prototypen zum serienreifen Produkt

17/12/2019
3 min
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Der adaptive Formgreifer DHEF arbeitet nach dem Vorbild der Chamäleonzunge. Seine flexible und nachgiebige Kappe aus Silikon kann Objekte unterschiedlicher Größe und Form schonend greifen, sammeln und wieder abgeben. Wie die Zungenspitze des Chamäleons zieht der adaptive Formgreifer die Kappenspitze nach innen, um ein Objekt formschlüssig aufzunehmen.

Start der „Evolutionsgeschichte“ in Oslo

Der Startschuss fiel bei einem Workshop von Mitarbeitern des Festo Bionic Learning Network an der Architektur- und Designhochschule in der norwegischen Hauptstadt. Nach der Theorie folgte die Praxis mit der Aufgabenstellung an die teilnehmenden Studenten, in Teams ein biologisches Vorbild zu suchen und dann technische Ableitungen zu finden. Die Wahl eines der Teams fiel auf das Chamäleon.

Was an dem Verwandlungskünstler besonders faszinierte, waren weder die enorm beweglichen Augen noch das Wechseln der Farbe, sondern die Zunge. Aber hier nicht unbedingt die Länge, vielmehr der Schleudermechanismus. Sie recherchierten, analysierten Filmsequenzen, diskutierten und bereits nach zwei Tagen erarbeiteten sie erste kleine Modelle, um den Beutefang nachzubilden.

Schritt für Schritt zur Marktreife

Begeisterung, generiert auf einer der weltweit führenden Technologiemessen, ist ein Stoff, der Wirkung zeigt. Aus dem damals noch FlexShapeGripper genannten Bionik- Exponat sollte ein marktreifes Produkt werden. Doch bis dahin war es ein langer Weg der technischen Verfeinerung. Drei Jahre lang ging der bionische Chamäleongreifer auf Optimierungsreise durch die Entwicklungslabore von Festo.

FlexShapeGripper

Die mit der ersten Modellreihe gesammelten Anwendungserfahrungen flossen in weitere Optimierungsschritte ein. Die anfangs mit Wasser befüllte Silikonkappe wurde durch eine wasserfreie, schnell und einfach austauschbare Version ersetzt und verkürzt. Leichtere, im 3D-Druck hergestellte Kunststoffteile reduzierten die zu bewegende Masse.

Eine ISO-Schnittstelle sorgte für die zuverlässige Integration in Industrieanlagen. Sensornuten ermöglichten die Anbringung von Positionstransmittern oder Zylinderschaltern für eine genaue Positionsermittlung. Ein spezielles Insert in der Kappenspitze erlaubte eine hochpräzise Hubbewegung der Kolbenstange.

FlexShapeGripper_2

Umfangreiche Tests in den Prüflaboren von Festo

Im Anschluss daran erfolgten zahlreiche Tests mit unterschiedlichen Objektformen und -größen. Im Dauerlauf überzeugt der adaptive Formgreifer noch immer. Alles Voraussetzungen für einen erfolgreichen Start im Markt.

Auf Testfahrt bei Audi

Die Abteilung „Technologieentwicklung Fertigungsassistenzsysteme“ bei Audi beschäftigt sich mit neuen Produktionstechnologien, die die Mitarbeiter im Arbeitsprozess unterstützen. In einem Technikum außerhalb des Werksgeländes treibt das Team derzeit Kernthemen wie die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter, die Unterstützung der Mitarbeiter in der Montage, neuartige Leichtbauroboter sowie neue Sensorik und Anzeigekonzepte voran.

FlexShapeGripper_Technikum_Audi_Festo

Mit dem adaptiven Formgreifer von Festo erprobt das Audi-Technikum das Handling von Bauteilen mit freien Formen und runden Geometrien. Aufgrund seiner Flexibilität und dem Wegfall von scharfen Kanten eignet er sich unter anderem für den Einsatz bei empfindlichen Objekten wie Luftdüsen und Applikationsleisten. Außerdem kann der Greifer in einem Bewegungsgang mehrere Teile, wie z.B. Muttern aus einer Schale aufnehmen.

Ein Greifer mit zahlreichen Anwendungen

Grafik-Greifer

Zukünftig kann der adaptive Formgreifer DHEF überall dort eingesetzt werden, wo mehrere Gegenstände gleichzeitig oder Objekte mit unterschiedlichen Formen gehandhabt werden müssen.

Beispiele:
• Handling von Kleinteilen im klassischen Maschinenbau
• Zuführeinheiten für Verpackungsanlagen
• Lebensmittelindustrie für Obst und Gemüse
• Servicerobotik bei Montageaufgaben
• Prothesenergänzung in der Medizintechnik

FlexShapeGripper_Festo_bionischer_Greifer

Mit seinen vielen verschiedenen Möglichkeiten zu greifen, ist der adaptive Formgreifer prädestiniert für Produktionsszenarien von morgen. Die Funktionsintegration ist eine Möglichkeit, wie sich Systeme und Komponenten in Zukunft selbst an verschiedene Produkte und Szenarien anpassen können. Außerdem zeigt das Projekt, wie Festo aus der Natur neue Erkenntnisse für das Kerngeschäft der Automation gewinnt.

Für weitere Informationen zum Adaptiven Formgreifer DHEF, klicke hier.

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