FLATcomp Technologie Anwendungen

Systeme auf Basis von Polymer-DMS-Biegebalken

Er sieht aus wie ein Elefantenrüssel, bewegt sich geschmeidig wie eine Natter und greift behutsam selbst rohe Eier, Tomaten oder ein Glas Wasser – ein Hightech-Helfer für Industrie und Haushalt. Der bionische Handling-Assistent ist im letzten Jahr mit dem mit 250.000 Euro dotierten Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnet worden. Entwickelt wurde das innovative Handhabungssystem im Rahmen eines vom Bund geförderten interdisziplinären Projekts unter der Leitung der Esslinger Festo AG und dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart. Von Anfang an mit dabei: WE FLATcomp Systems.  

Polymer DMS signalisieren kleinste Kraftwechsel

„Unsere gedruckten Dehnungsmessstreifen (DMS) geben dem Greifer quasi sein Gefühl“, sagt Dr. Markus Sulzberger, Leiter Produktentwicklung WE FLATcomp Systems. Das sensible Sensorsystem funktioniert ähnlich wie ein „Biegebalken“ (Sprungbrett) im Schwimmbad, auf dem und unter dem elektrische Widerstände angebracht sind. Biegt sich der Balken, werden die oberen Widerstände gedehnt und die unteren gestaucht. Unsere Messstreifen reagieren in dem Handling-System auf kleinste Veränderungen mit deutlicher Signaländerung. „Genau genommen messen unsere Sensorelemente kleinste Wechsel im Kräftespiel beim Zupacken, beim Zureichen und beim Loslassen. Unsere DMS arbeiten dabei mit hoher Präzision“, erklärt Dr. Sulzberger.  

Greiffinger passen sich Konturen an

Das bionische Handhabungssystem ist deshalb enorm anpassungsfähig und kann sehr sachte mit Mensch und Tier umgehen. Die Greiffinger passen sich der Kontur des zu greifenden Gegenstandes an und fixieren so den Halt von ähnlich großen Teilen. Andere industrielle Greifer können aufgrund ihrer steifen Mechanik und harter Materialien den Griff ungleicher Gegenstände nicht gewährleisten. Im Gegensatz zu ungelenken, unsensiblen Robotern kann der neuartige Handling-Assistent Menschen deshalb ohne Verletzungsgefahr unterstützend zur Hand gehen und als „dritte Hand“ Arbeitsprozesse erleichtern und beschleunigen. Einsatzgebiete sind beispielsweise die Inspektion und Qualitätsprüfung, Wartungs- und Reinigungsarbeiten an schwer zugänglichen Stellen oder auch bei der vorbeugenden Instandhaltung. Möglich sind auch Anwendungen über die Industrie hinaus. So kann der Handling-Assistent kranke und gebrechliche Menschen unterstützen, indem er Speisen, Getränke oder Medikamente holt und reicht. Oder indem er Automechanikern Werkzeuge bei Autoreparaturen darbietet.

Vorbild Elefantenrüssel

Die hochflexible Handhabungskinematik aus Greifer, Regelung, Sensorik und Steuerung ist ein schönes Beispiel, wie natürliche Vorgänge und biologische Prinzipien auf Technik übertragen werden können. Die Konstruktion des bionischen Handhabungssystems orientiert sich an der Funktionsweise des Elefantenrüssels. Entstanden ist ein pneumatisches Leichtbausystem aus Kunststoff mit leichten aber kraftvollen Antrieben und einem Sensorsystem von mimosenhafter Feinfühligkeit. Und das zu einem Preis, der deutlich unter dem konventioneller Handling-Systeme und Roboter liegt. 

Patent mit Zukunftspotenzial

Bei der Entwicklung hat WE FLATcomp Systems schnell geliefert. „Wir haben dadurch wichtige Daten für unsere Qualifizierung erhalten“, sagt Dr. Sulzberger. Inzwischen sind die Polymer DMS Biegebalken patentiert. Auf der Suche nach neuen Anwendungsfeldern hat sich mittlerweile ein großer Markt aufgetan: Systeme zur Belegungserkennung! „Ein Warenerkennungssystem meldet, wenn ein Artikel bestückt werden muss. Die Signale dafür kommen von unseren Sensoren“ – so die Vision die in Kürze in Serie geht.