Wer Montageprozesse automatisieren will, hält mit einem neuartigen Tripoden den Arbeitsraum frei. Über die Bionik bleibt die zu bewegende Masse minimal, und verschiedene Bauteilgrößen und -konturen lassen sich sicher und sanft greifen.
In der Montageautomation spielen Flexibilität und Energieeffizienz eine immer größere Rolle. Um insbesondere die bewegte Masse – und damit den Energieverbrauch – zu reduzieren, setzt die Festo AG & Co. KG auf die Bionik, die Verbindung von Biologie und Technik. „Die Natur hat viele Probleme schon gelöst – das müssen wir nur nutzen“, sagt Dr. Eberhard Veit, Vorstandsvorsitzender der Esslinger. Zwei Prinzipien dienen als Vorbild:
- Schlanke Materialquerschnitte und über Querverbindungen versteifte Konstruktionen erlauben beispielsweise hohe Belastungen bei minimalem Gewicht.
- Auch ein Blick auf das Verhalten von Fischflossen lohnt sich: Berührt man diese mit einem Finger, passen sie sich dem Finger an und versuchen, ihn zu umschließen.
Auf Basis solcher dreidimensionaler Fin-Ray-Strukturen (Flossenstrahlstrukturen) baut Festo beispielsweise den FinGripper zum Greifen verschiedener Bauteile. Er arbeitet vergleichbar der menschlichen Hand. Der Vorteil: Die drei Greiffinger mit Fin-Ray-Struktur passen sich ohne weiteres Zutun dem zu greifenden Objekt an; selbst zerbrechliche Bauteile lassen sich so handhaben. „Die drei Greifarme des FinGrippers sind zudem lasergesintert, auf diese Weise sparen wir bis zu 90 Prozent Masse ein“, ergänzt Markus Fischer, Leiter Corporate Design bei Festo. Zusammen wirkt sich das natürlich direkt auf den Energieverbrauch aus, da deutlich weniger Masse zu bewegen ist. Die Bionik öffnet also eine weitere Tür zur Energieeffizienz.
Ein weiteres Beispiel für eine energiesparende Lösung ist der BionicTripod. Aufgebaut ist dieser aus drei pyramidenförmig angeordneten Glasfaserstäben, Querverbindungen sind in regelmäßigen Abständen gelenkig montiert und steifen die Konstruktion auf diese Weise aus.
Positionsänderungen einfach am Rechner programmieren
Durch das Einziehen oder Ausfahren der Stäbe kann der BionicTripod in jede Richtung um bis zu 90 ° ausgelenkt werden – und dadurch beispielsweise einen FinGripper als Greifer innerhalb eines großen Arbeitsraums positionieren. „Dabei lässt der BionicTripod den Arbeitsraum selbst frei“, betont Eberhard Veit, „und kommt so der Forderung von Anlagenbauern und Maschinenentwicklern entgegen.“ Zudem kann das gesamte System durch entsprechende Auslegung und Größe an die jeweilige Automationsaufgabe angepasst werden.
Ähnlich dem konventionellen Tripod von Festo erfolgt die Steuerung des BionicTripod über die Robotik-Steuerungssoftware CMXR. Sie verbinde Mechanik sowie elektrische Antriebs- und Steuerungstechnik zu einer kompletten kinematischen Systemlösung, betonen die Esslinger. Dadurch könnten hochdynamische Bewegungen im Raum koordiniert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Steuerungsart sei, dass sich einfach eine neue Position über Eingabe in den Rechner festlegen lasse, ohne dass dazu ein mechanischer Wechsel erforderlich ist.
Insbesondere das Zusammenspiel aus FinGripper und BionicTripod ermöglicht auf diese Weise eine neue Herangehensweise an die Automation von Fertigungsprozessen und Montageaufgaben. Denn das formschlüssige (adaptive) Greifen bietet überall da Vorteile, wo sich die Bauteile und Produkte in Größe und Kontur voneinander unterscheiden. Vor allem lassen sich auch druckempfindliche Bauteile ohne Beschädigungen bewegen und platzieren. Und die Positionierung des Greifers über den Tripoden sorgt für die nötige Flexibilität, da der Arbeitsraum frei bleibt und eine Modifikation leicht möglich ist.
Michael Corban Fachjournalist in Nufringen
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