Greifen ohne Grenzen

Artikel vom 29. Mai 2015 

Greifer ohne Grenzen

Äpfel, Bananen, Trauben: Wenn wir einkaufen, greifen wir ohne Nachzudenken ins Obstregal. Unsere Hand hat mit dem Festhalten verschiedener Formen kein Problem. In der Industrie sieht das ganz anders aus: Es gibt zwar bereits viele Greifer, die auf eine bestimmte Aufgabe oder ein Produkt abgestimmt sind. Greifvorrichtungen, die sich unterschiedlichen Objekten anpassen können, sind aber noch eher die Ausnahme.

Dabei ist Flexibilität in der Fertigung gefragt, denn so lassen sich Kosten sparen, wenn Anlagen an neue Produkte angepasst werden müssen. Seit mehreren Jahren beschäftigt sich Festo auch im Bionic Learning Network mit dem Thema Greifen. „Die besten Strategien für Anpassung kommen aus der Natur. Deshalb suchen wir dort immer wieder nach neuen Vorbildern, die wir in die Welt der Technik übertragen können“, sagt Dr. Elias Knubben, Leiter des Bionik-Teams bei Festo.

Der Natur abgeschaut

Wie adaptives Greifen funktionieren kann, hat Festo bereits mit dem FinGripper (2009) gezeigt. Er nutzt den so genannten Fin Ray® Effekt, welcher der Fischflosse nachempfunden ist: Durch seine besondere Struktur passt er sich unterschiedlich geformten Gegenständen an. Adaptive Greiffinger mit Fin Ray® Effekt wurden auch im MultiChoiceGripper verwendet (2014), bei dem sich zusätzlich die Greifarten verstellen lassen, sodass er mit seinen Fingern sowohl parallel als auch zentrisch greifen kann – wie die menschliche Hand. Der neue FlexShapeGripper nutzt dagegen eine ganz neue Technik, um sich anzupassen: Er ist buchstäblich das Chamäleon unter den Greifern.

FlexShapeGripper – anpassungsfähig  wie eine Chamäleonzunge

Das Chamäleon zeichnet sich durch seine typische Schleuderzunge aus. Mit ihr können die Tiere sowohl trinken, als auch ihre Beute fangen. Die Zunge kann sich an so gut wie jede Form und Oberflächenbeschaffenheit anpassen. Die Idee, einen Greifer nach ihrem Vorbild zu entwickeln, hatten Studenten der Hochschule Oslo und Akershus, die im Bionic Learning Network mit Festo zusammenarbeiten.

Das zentrale Element des FlexShapeGrippers ist eine wassergefüllte Silikonkappe, die die Chamäleonzunge nachbildet und sich formschlüssig über das Greifobjekt stülpt. „Um sie zu steuern, benutzen wir einen doppeltwirkenden Zylinder, dessen eine Kammer mit Druckluft befüllt wird, während die zweite dauerhaft mit Wasser gefüllt ist. An der zweiten Kammer ist das elastische Silikonformteil montiert“, erklärt Elias Knubben.

Der Kolben, der beide Kammern voneinander trennt, ist an der Innenseite der Silikonkappe befestigt. Beim Greifen fährt der Kolben nach oben, das Silikonteil zieht sich nach innen und stülpt sich um ein oder mehrere Objekte – denn der FlexShapeGripper kann mehrere Gegenstände gleichzeitig anheben und gemeinsam ablegen.

Flexiblen Komponenten gehört die Zukunft

Anpassungsfähige Maschinen und Anlagen werden künftig immer wichtiger – davon ist Elias Knubben überzeugt: „In Zukunft werden zunehmend individuelle Produkte gefertigt. Komponenten wie der FlexShapeGripper, die sich eigenständig an unterschiedliche Produkte und Szenarien anpassen können, werden deshalb unverzichtbar sein.“

Wie der FlexShapeGripper funktioniert, sehen Sie im folgenden Video: