3 Laser-Schmelz-Verfahren: generative Fertigung verschiedenster Bauformen Einzigartige Formfindung durch generative Fertigung Die Leichtbaustrukturen an den Innen- und Außenseiten des Greifers sind nach der Kraftflussrichtung am Bauteil ausgelegt und können in dieser Form nur durch das Laser-Schmelz-Verfahren hergestellt werden. Dabei wird Metallpulver von einem mit 3D-CAD-Daten geführten Laserstrahl Schicht für Schicht umgeschmolzen. Dadurch ergeben sich einzigartige Gestaltungsmöglichkeiten der Formfindung und individuelles 3D-Drucken von komplexen Produkten. Mechanische Kinematik der Watt’schen Kette Bei den mechanischen Komponenten des PowerGripper handelt es sich um ein Grundelement, zwei Fingerelemente, einen Druck- und Zugstab sowie ein Umlenkungsdreieck, welche zusammen die Kinematikelemente der Watt’schen Kette bilden. An der Unterseite des Grundelements befinden sich zwei Bohrungen zur Montage des Greifers an beispielsweise einen Roboter. Auf der Oberseite angebracht sind drei Achspositionen für die Fingerelemente sowie das Umlenkungsdreieck und die Ausnehmungen, die den Bewegungsfreiraum für die Öffnungswege der Finger und das Umlenkungsdreieck gewährleisten. Die drei Achspositionen bilden als gedachtes Dreieck zugleich die Fixpunkte für die Watt’sche Kopplung. Reduziertes Eigengewicht und maximaler Öffnungsweg Der Greifer ist 200 mm hoch, 123 mm breit und 39 mm tief. Sein maximaler Öffnungsweg beträgt 56 mm. Durch die Verwendung der Titanlegierung für die mechanischen Komponenten erzielten die Entwickler ein geringes Eigengewicht des Greifers von 482 g. Vielfältiger Einsatz durch flexible Wahl der Greiffinger Die beiden Fingerelemente sind mit einer gängigen T-Nut für die Mehrzweckaufnahme verschiedener Finger versehen und bieten somit vielfältige, denkbare Einsatzmöglichkeiten beim Greifen von leichten bis mittelschweren Teilen. Impulse für neue Greiferkonzepte Als Forschungsprojekt zeigt der PowerGripper zahlreiche Möglichkeiten in der Entwicklung neuer Greifersysteme auf. Die leichte und doch sehr stabile Aufbaustruktur des Greifers ermöglicht es, das gesamte System dahinter ebenfalls leichter zu bauen und dadurch energieeffizienter zu betreiben. Bei konventionellen Greifern ist das bislang nur bedingt möglich, da diese ein schlechteres Verhältnis von Greifkraft zu Gewicht aufweisen. Auch der große Öffnungs- und Schließhub ist bei einem konventionellen Greifer nur mit einer insgesamt größeren Bauform möglich. Der Druckluftverbrauch ist durch die Verwendung des Muskelantriebs in Verbindung mit der hocheffizienten Kinematik wesentlich geringer als bei einem konventionellen Greifer. Mit dem großen Öffnungsweg könnten verschieden große Teile mit demselben Greifer gegriffen werden. Zudem können an der dafür vorgesehenen Schnittstelle verschiedene Arten von Greifbacken montiert und dadurch auch ungleich geformte Werkstücke aus unterschiedlichen Bereichen bewegt werden. Kraftflussoptimierte Leichtbaustruktur: reduziertes Eigengewicht und Materialeinsparung durch Laser-Schmelz-Verfahren
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