Festo_BionicSoftHand_de

BionicSoftHand Feinfühlige Roboterhand mit digitaler Ansteuerung Um den Aufwand für die Verschlauchung der BionicSoftHand mög- lichst gering zu halten, haben die Entwickler eigens eine kleinbau- ende, digital angesteuerte Ventilinsel konstruiert, die direkt an der Hand angebracht ist. Dadurch müssen die Schläuche zur Ansteue- rung der Finger nicht durch den kompletten Roboterarm gezogen werden. So lässt sich die BionicSoftHand mit nur je einem Schlauch für Zuluft und Abluft schnell und einfach anschließen und in Betrieb nehmen. Proportionale Piezoventile für eine präzise Regelung Die Ventilinsel setzt sich aus 24 proportionalen Piezoventilen zu- sammen, mit denen sich die Durchflüsse und Drücke in den Fingern der Roboterhand exakt dosieren lassen. Das ermöglicht sowohl kraftvolle als auch feinfühlige Bewegungsabläufe. Die 24 Ventildü- sen sind über eine Luftführungsplatte mit den zehn Luftanschlüs- sen der Finger und den beiden Schwenkmodulen verbunden. Gleichzeitig sitzen auf der Platte die für eine präzise Regelung not- wendigen Drucksensoren. Um das filigrane Design mit den kom- plexen Luftführungskanälen auf so engem Bauraum realisieren zu können, ist die Platte im 3D-Druck hergestellt. Pneumatische Kinematik mit 3D-Textilgestrick Bewegt werden die Finger über einen Balg aus robustem Elastomer mit zwei Kammern, die mit Druckluft beaufschlagt werden. Da- durch sind sie besonders elastisch und gleichzeitig strapazierfähig. Sind beide Luftkammern vollständig entleert, steckt keine Kraft in den Fingern und diese bleiben gestreckt. Die Gummibälge sind von einem speziellen 3D-Textilmantel um- schlossen, der sowohl aus elastischen als auch hochfesten Fäden gestrickt ist. Damit kann über das Textil genau bestimmt werden, an welchen Stellen die Struktur sich ausdehnt und damit Kraft entfaltet und wo sie an der Ausdehnung gehindert wird: Während die Außenseite der Finger dehnbar ist, begrenzt ein Zugband die Längsausdehnung an der Fingerinnenseite. So krümmt sich der Finger, sobald er mit Luft gefüllt wird. Auf dem Gestrick sind flexible Leiterplatten mit Mäanderstruktur appliziert, auf der die Inertial- und taktilen Kraftsensoren sitzen. Die hauchdünnen Platinen sind biegsam und beeinträchtigen da- durch die Bewegungen der Finger nicht. Ihre flexible, pneumatische Kinematik und der Einsatz von ela- stischen Materialien und leichten Bauteilen unterscheiden die BionicSoftHand von elektrischen oder seilzugaktuierten Roboter- händen und machen eine preiswerte Herstellung möglich. Dank ihres modularen Aufbaus gibt es auch Greifervarianten mit drei oder vier Fingern. Potenziale für die Mensch-Roboter-Kollaboration Kombiniert mit pneumatischen Leichtbaurobotern – wie dem BionicCobot oder dem BionicSoftArm – ist eine direkte und siche- re Zusammenarbeit im Sinne der Mensch-Roboter-Kollaboration möglich. Beide Roboter sind von Grund auf nachgiebig und müssen nicht wie konventionelle Fabrikroboter vom Werker abgeschirmt werden. Damit ist die BionicSoftHand prädestiniert für Anwendungen in den kollaborativen Arbeitsräumen der Fabrik von morgen. Da die flexible Roboterhand sowohl kräftig als auch sensibel greifen kann, ist ein Einsatz als helfende dritte Hand in der Montage ebenso denkbar wie eine Verwendung in der Servicerobotik. Fernmanipulation durch Gestenimitation Auch eine Fernmanipulation der BionicSoftHand ist vorstellbar. Mithilfe der Bilder einer Tiefenkamera kann die Roboterhand die Gesten und Handbewegungen des Anwenders nachahmen, bezie- hungsweise auf diese reagieren. So ließe sich die Hand auch aus sicherer Distanz steuern, beispielsweise im Umgang mit gefähr- lichen Stoffen oder bei gesundheitsgefährdenden Prozessen. Zu- dem könnten mehrere Systeme gleichzeitig gesteuert werden. In der Produktion der Zukunft werden immer flexiblere Anlagen und Komponenten benötigt, die sich eigenständig auf das je- weils zu fertigende Produkt einstellen. Adaptive Greifer wie die BionicSoftHand können dabei eine bedeutsame Rolle einnehmen. Gelernte Wissensbausteine weltweit einsetzbar Die Fähigkeit, eigenständige Lösungsstrategien zu entwickeln, macht das Zusammenwirken von Mensch und Maschine künftig noch intuitiver, einfacher und effizienter. Einmal gelernte Wissens- bausteine und neue Fertigkeiten lassen sich grenzenlos teilen und global zur Verfügung stellen. 01 02 01: Einfache Inbetriebnahme: schneller Anschluss an unterschiedliche Leicht- bauroboter, wie den BionicSoftArm 02: Helfende Hand: prädestiniert für die direkte Zusammenarbeit in kollabora- tiven Räumen 03: Vielseitige Verwendung: vier pneu- matische Finger der BionicSoftHand in einem adaptiven Zangengreifer 04: Denkbares Zukunftsszenario: das Ar- beiten aus sicherer Distanz mittels Gestenimitation 03 04 6 Festo AG & Co. KG 7 BionicSoftHand: Pneumatische Roboterhand mit künstlicher Intelligenz