KOAT: Festo Adaptive Gripper Finger past naadloos in Industrie 4.0

Festo grijper

 

Grijper met Adaptive Gripper Finger


Bijvoorbeeld gecombineerd met vision en robotica

De Adaptive Gripper Finger van Festo is ontwikkeld als oplossing voor de handling van kwetsbare producten. Bijvoorbeeld in de land- en tuinbouw. Nadat het product in november 2016 officieel was gelanceerd, zijn diverse bedrijven hier direct mee aan de gang gegaan. 


KOAT uit Someren heeft bijvoorbeeld vaste plannen om dit product te combineren met een vision oplossing en een robot. Hiermee worden mogelijkheden gecreëerd om voor een specifieke verpakking precies de juiste paprika’s uit een grotere hoeveelheid te kiezen en in de verpakking te plaatsen.




Het bedrijf KOAT richt zich op de mechanisatie en automatisering van de glastuinbouw. Kees van Dam is sinds vier jaar directeur/eigenaar van het bedrijf en ziet nieuwe kansen in de combinatie van smart robotics, vision en grijpertechnieken. Vooral in het buitenland.


Van Dam geeft aan: “In landen als Groot-Brittannië worden veel meer kleinverpakkingen geproduceerd. Hierbij wordt precies de gewenste hoeveelheid van een bepaald product in de gewenste verpakking gedaan. Voor telers die in staat zijn hun producten optimaal gesorteerd aan te leveren, liggen hier dus belangrijke kansen. Met sorteren doel ik onder meer op het sorteren van groente en fruit op grootte, rijpheid, kleur of een andere parameter. Alle producten die binnen een bepaalde parameterset vallen worden bij elkaar verpakt, zodat de afnemer een homogene sortering producten krijgt waarvoor uiteindelijk een hogere prijs is te vragen.


Sorteren met mensenhanden is in principe mogelijk maar niet heel eenvoudig. Onze concentratieboog is daarvoor te klein en ook zijn we niet voldoende in staat om met de gewenste snelheid de juiste producten eruit te pikken en in de juiste verpakking te plaatsen. Daarom is het noodzakelijk om terug te vallen op een technische oplossing waarmee de homogeniteit van je eindproduct wel is te garanderen.”


Grijperoplossing

De oplossing die van Dam voor ogen staat is een combinatie van smart robotics en vision. Het vision systeem bepaalt de waarde van de diverse parameters en hiermee in welke verpakking ieder specifiek product past. De robot brengt het betreffende product vervolgens naar de juiste plaats. Essentieel daarbij is wel dat hij gebruik kan maken van een grijpertechnologie die de kwetsbare producten niet beschadigt terwijl er toch een voldoende hoge snelheid is te realiseren. Om hiervoor een optimaal gevoel te ontwikkelen, bezocht hij The Week Of Productivity bij Festo. 


Adaptive Gripper Finger

Eén van de producten die zijn aandacht trok, was de – toen nog in ontwikkeling zijnde – DHAS Adaptive Gripper Finger; een grijpervinger die ontwikkeld is op basis van onderzoek dat gedaan is in het ‘bionic learning network’ van Festo. Binnen dit netwerk wordt onderzocht hoe in de natuur bepaalde bewegingen tot stand komen met in het achterhoofd dat deze oplossingen altijd het meest efficiënt zijn. Voor de Adaptive Gripper Finger heeft de beweging van een specifieke vissenstaart model gestaan en geleid tot een pneumatisch aangestuurde vinger die zich – bij bekrachtiging met perslucht – moeiteloos om een willekeurig product heen buigt (zie ook afbeelding in het kader). Daarbij oefenen de vingers nauwelijks druk uit op het product, waardoor ook zeer kwetsbare producten zijn te handelen.


Van Dam: “Ideaal dus voor de handling van groente en fruit. Hier gaat het immers om natuurlijke en kwetsbare producten waarvan er geen twee identiek zijn. De kwetsbaarheid openbaart zich niet alleen door het feit dat deze producten niet tegen hoge drukken kunnen (knijpen, vallen, stoten), maar ook worden aangetast door de zuren die de menselijke hand afscheidt. Om een verpakking met perfect fruit te leveren, is voorzichtigheid dus aan alle kanten geboden en dat zie ik met deze Adaptive Gripper Finger wel gebeuren. 


Het was trouwens ontzettend leuk om te spreken met mensen van Festo, die aanvoelen wat ik op dit vlak zoek en waarbij ik het product ook gewoon kon proberen. En ergens natuurlijk ook een stukje geluk dat ik daar nét het product vond waar ik naar op zoek was en dat er mensen waren die mijn bijbehorende vragen konden beantwoorden.” 


KOAT grijper
Testopstelling van KOAT voor het oppakken van paprika’s



Testen in eigen huis 

Om de mogelijkheden van de Adaptive Gripper Fingers voor zijn eigen ideeën te onderzoeken, zijn er met speciaal voor KOAT vervaardigde demomodellen, verschillende testen in eigen huis uitgevoerd. “Bij de eerste test was het al raak”, geeft Van Dam aan. “Een goed gevoel dat ons heeft aangespoord om nog veel verder te gaan met testen. Zo zijn we erachter gekomen dat je lang niet altijd drie vingers nodig hebt voor het handelen van paprika’s, maar dat twee vingers ook voldoen. Daarbij hebben we in Duitsland dezelfde paprika de hele dag opgetild en weer weggelegd en ook dat ging goed. Aan het einde van de dag zag je uiteraard wel íets aan de paprika, maar dat mag dan ook, vind ik. Op eigen initiatief hebben we de Adaptive Gripper Finger bovendien binnenstebuiten gemonteerd, omdat ik van mening ben dat de buitenkant van de vinger beter geschikt is voor het grijpen van fruit en groente; ook dat kan met dit product.”


De testen vormen een goede basis voor de toekomst. Van Dam: “Ik ben ervan overtuigd dat ook voor deze oplossing de benodigde technieken gewoon beschikbaar zijn. Het is alleen een kwestie van de juiste dingen combineren, waarbij vooral het vision deel om de nodige expertise vraagt. Bovendien gaan we verder experimenteren met bijvoorbeeld de lengte van de vingers en inderdaad het andersom gebruiken hiervan. Hierbij ervaar ik de samenwerking met Festo als een echt partnerschap waarbij we vooral naast elkaar en niet tegenover elkaar staan. Belangrijk om grip te krijgen op de materie!”


Adaptive Gripper Finger DHAS

Door de toegepaste grijpertechnologie sluiten de vingers van de Adaptive Gripper Finger zich moeiteloos om iedere vorm en zijn vervolgens in staat het betreffende product op te nemen en elders weer te plaatsen. Toepassingen zijn dan ook te vinden in onder meer de land- en tuinbouwsector, de voedingsmiddelenindustrie of bij de handling van andere kwetsbare producten met eventueel grillige vormen. De luchtdruk is via een proportioneel ventiel te regelen; dit is vooral van belang wanneer de druk moet worden verdeeld over meer vingers.


De twee banden waaruit de Finger Gripper is opgebouwd worden samengebracht door flexibel gemonteerde dwarsverbindingen die iedere beweging moeiteloos kunnen volgen. Verder zijn de producten zo ontwikkeld dat ze eenvoudig op een robotarm of een Festo grijper – onder meer de langeslag grijpers, radiale grijpers en hoekgrijpers – zijn te monteren. Hiervoor ontwikkelde Festo de DHAS-ME montage kit en bijbehorende adapters. 


Door de vormgeving zijn de vingers bovendien in staat om zich eenvoudig tussen een wand en het product te wringen en zich om het product heen te vormen. Ook het wegnemen van producten die niet ‘vrij’ liggen, behoort hiermee tot de mogelijkheden. Zelfs wanneer het om niet-identieke producten gaat.



Technische specificaties

  • Lengte: 61,5 – 134,5 mm
  • Breedte: 26 – 50 mm
  • Dikte: 18 – 25 mm
  • Gewicht: 39 – 118 gram
  • Werk- en opslagtemperatuur: 10 – 50 °C
  • Grijper principe: wrijving en positieve opsluiting
  • Conform RoHS