Festo als marktführender Lieferant von Automatisierungstechnik bedient sich bei der Entwicklung des Bionischen Handling-Assistenten diverser neuer Technologien: der Bionik, der Generativen Fertigungstechnik und der Mechatronik. Damit nutzen die Entwickler moderne Querschnittstechnologien, die heute schon in der Industrie in bewährten Komponenten zum Einsatz kommen.
Zerlegt man den Bionischen Handling-Assistenten in seine Einzelkomponenten, so ähnelt der Aufbau dem Rüssel eines Elefanten. Gelenk und Greifer komplettieren den dreiteiligen Aufbau des Systems.
Das Herzstück des Bionischen Handling-Assistenten bilden Produkte von Festo, die sonst in Maschinen und Anlagen eingesetzt sind. Im einzelnen sind das Steuerungen, Greifer, Sensoren und Ventile, die alle zum umfangreichen Baukastensystem der Produktpalette von Festo zählen. Sie so geschickt zu verknüpfen, ihnen durch die Integration von Elektronik und Software Intelligenz zu verleihen und zugleich die Konstruktion leicht und energieeffizient zu gestalten, ist wahrlich innovativer Maschinenbau.
Greifen mit Fingerspitzengefühl
Bei den "Fingern" begonnen: Der adaptive Greifer - der sogenannte FinGripper - des Bionischen Handling-Assistenten ist der Struktur einer Fischflosse nachempfunden. 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 FinGripper durch ein rund 80 % geringeres Gewicht aus. Verantwortlich dafür zeigt sich das Generative Fertigungsverfahren über das Lasersintern von Kunststoff. Damit ist der FinGripper ökonomisch und erreicht kurze Taktzeiten.
Derzeit entwickelt Festo drei Baugrößen, die verschiedene Objekte - von Haselnuss bis Grapefruit - greifen können. Internationale Pilotkunden setzen den FinGripper bereits in Produktionslinien ein.
Steuern und Regeln: Intelligenz im Lösungspaket
Das "Gehirn" des Systems ist ein Mehrachscontroller von Festo, die Industrie-Steuerung CMXR-C2. Diese Robotersteuerung harmoniert bereits mit den sogenannten Tripoden von Festo: komplexe mechatronische Handhabungssysteme mit elektrischen Linearachsen zum schnellen Bewegen von Kleingütern. Sie ist robust und macht das Programmieren leicht durchführbar. Gerade in der automatisierten Kleinserienfertigung ist das von Nutzen, da hier schnell Prozesse dynamisch verändert und korrigiert werden müssen.
Für die Druckregelung der Kammern in dem dreiteiligen Arm des Bionischen Handling-Assistenten setzt Festo auf Piezoventile, die schon heute für mehr Sitzkomfort in Fahrzeugen sorgen. Damit erreicht das Entwicklerteam eine ganz gezielte Druckluftnutzung, weniger Druckluftverbrauch und damit eine erhebliche Kostenersparnis sowie einen optimierten Einbauraum im Vergleich zu anderen Ventilen. Ebenfalls im Einsatz sind genormte Sensoren von Festo, die die Position der einzelnen Bauteile exakt erfassen und der Steuerung rückmelden.
Mechatronik als ganzheitlicher Konstruktionsgedanke
Erst die Symbiose aus Pneumatik, Handhabungstechnik, Sensorik, Steuerungs-und Regelungstechnik sowie Bionik ließ die Innovation des Bionischen Handling-Assistenten zu. Im Engineering-Prozess war es Voraussetzung, auf zuverlässige Komponenten zu bauen, die insbesondere die Bewegung des "Rüssels" sicher und zuverlässig realisieren. Aus diesem Grund nutzt man zum einen die Kompetenzen der interdisziplinären Teams aus den erwähnten Querschnittstechnologien und zum anderen bewährte Industriekomponenten, die in der Kombination präzise, platzsparend und energieeffizient arbeiten.
Über Fraunhofer IPA
Die Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA liegen bei organisatorischen und technologischen Aufgabenstellungen; insbesondere im Produktionsbereich von Industrieunternehmen.
Zerlegt man den Bionischen Handling-Assistenten in seine Einzelkomponenten, so ähnelt der Aufbau dem Rüssel eines Elefanten. Gelenk und Greifer komplettieren den dreiteiligen Aufbau des Systems.
Das Herzstück des Bionischen Handling-Assistenten bilden Produkte von Festo, die sonst in Maschinen und Anlagen eingesetzt sind. Im einzelnen sind das Steuerungen, Greifer, Sensoren und Ventile, die alle zum umfangreichen Baukastensystem der Produktpalette von Festo zählen. Sie so geschickt zu verknüpfen, ihnen durch die Integration von Elektronik und Software Intelligenz zu verleihen und zugleich die Konstruktion leicht und energieeffizient zu gestalten, ist wahrlich innovativer Maschinenbau.
Greifen mit Fingerspitzengefühl
Bei den "Fingern" begonnen: Der adaptive Greifer - der sogenannte FinGripper - des Bionischen Handling-Assistenten ist der Struktur einer Fischflosse nachempfunden. 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 FinGripper durch ein rund 80 % geringeres Gewicht aus. Verantwortlich dafür zeigt sich das Generative Fertigungsverfahren über das Lasersintern von Kunststoff. Damit ist der FinGripper ökonomisch und erreicht kurze Taktzeiten.
Derzeit entwickelt Festo drei Baugrößen, die verschiedene Objekte - von Haselnuss bis Grapefruit - greifen können. Internationale Pilotkunden setzen den FinGripper bereits in Produktionslinien ein.
Steuern und Regeln: Intelligenz im Lösungspaket
Das "Gehirn" des Systems ist ein Mehrachscontroller von Festo, die Industrie-Steuerung CMXR-C2. Diese Robotersteuerung harmoniert bereits mit den sogenannten Tripoden von Festo: komplexe mechatronische Handhabungssysteme mit elektrischen Linearachsen zum schnellen Bewegen von Kleingütern. Sie ist robust und macht das Programmieren leicht durchführbar. Gerade in der automatisierten Kleinserienfertigung ist das von Nutzen, da hier schnell Prozesse dynamisch verändert und korrigiert werden müssen.
Für die Druckregelung der Kammern in dem dreiteiligen Arm des Bionischen Handling-Assistenten setzt Festo auf Piezoventile, die schon heute für mehr Sitzkomfort in Fahrzeugen sorgen. Damit erreicht das Entwicklerteam eine ganz gezielte Druckluftnutzung, weniger Druckluftverbrauch und damit eine erhebliche Kostenersparnis sowie einen optimierten Einbauraum im Vergleich zu anderen Ventilen. Ebenfalls im Einsatz sind genormte Sensoren von Festo, die die Position der einzelnen Bauteile exakt erfassen und der Steuerung rückmelden.
Mechatronik als ganzheitlicher Konstruktionsgedanke
Erst die Symbiose aus Pneumatik, Handhabungstechnik, Sensorik, Steuerungs-und Regelungstechnik sowie Bionik ließ die Innovation des Bionischen Handling-Assistenten zu. Im Engineering-Prozess war es Voraussetzung, auf zuverlässige Komponenten zu bauen, die insbesondere die Bewegung des "Rüssels" sicher und zuverlässig realisieren. Aus diesem Grund nutzt man zum einen die Kompetenzen der interdisziplinären Teams aus den erwähnten Querschnittstechnologien und zum anderen bewährte Industriekomponenten, die in der Kombination präzise, platzsparend und energieeffizient arbeiten.
Über Fraunhofer IPA
Die Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA liegen bei organisatorischen und technologischen Aufgabenstellungen; insbesondere im Produktionsbereich von Industrieunternehmen.
