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25.04.2018 | Funktionswerkstoffe | Nachricht | Onlineartikel

Vakuum ohne Druckluft

Autor:
Nadine Winkelmann

Ein neuartiger Sauggreifer, den das Forscherteam um Stefan Seelecke von der Universität des Saarlandes entwickelt hat, lässt Roboterarme Gegenstände sicher festhalten und frei im Raum bewegen – ohne Druckluft, stromsparend, leise und reinraumtauglich.

Vakuum-Sauggreifer sortieren, befördern und halten fest, damit geschraubt, lackiert oder montiert werden kann. Die gängigen Systeme arbeiten mit Druckluft, wodurch sie sehr laut und von anderenGeräten abhängig sind. Außerdem verbrauchen sie viel Energie. Die Forschergruppe von Professor Stefan Seelecke an der Saar-Universität und am Saarbrücker Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik hat einen Sauggreifer entwickelt, der außer dem  führenden Roboterarm keine weiteren Apparaturen benötigt, um ein starkes Vakuum zu halten. Der Sauggreifer ist leicht, anpassungsfähig, kostengünstig in der Herstellung und arbeitet geräuschlos. Kurze Stromimpulse genügen, um ein kraftvolles Vakuum zu erzeugen und wieder zu lösen. Für das Halten selbst benötigt der Greifer keinen Strom.

Das Verfahren beruht auf dem so genannten Formgedächtnis der Legierung Nickel-Titan: "Formgedächtnis bedeutet, dass das Material sich an seine ursprüngliche Form erinnert und diese wieder annimmt, nachdem es verformt wurde. Fließt Strom hindurch, wird der Draht warm und seine Gitterstruktur wandelt sich so um, dass er kürzer wird. Ohne Strom kühlt er ab und wird wieder länger", erklärt Seelecke diese sogenannten Phasen-Umwandlungen. Die haarfeinen Drähte kontrahieren also wie Muskeln, je nachdem ob Strom fließt oder nicht. Für den Vakuum-Greifer legen die Forscher Bündel dieser Drähte wie einen Ringmuskel rund um ein Metall-Plättchen, das nach oben oder unten umspringen kann wie ein Knackfrosch: Ein Stromimpuls verkürzt die Drähte und lässt das Knackfrosch-Plättchen umschnappen. Dabei zieht es an einer Gummi-Membran und erzeugt so ein starkes, tragfähiges Vakuum, wenn der Greifer auf einer flachen Oberfläche liegt. Durch die Bündelung der Drähte sind schnelle und kraftvolle Bewegungen möglich.

Das Material der Drähte besitzt zusätzlich Sensoreigenschaften, wodurch der Greifer selbstständig erkennt, wenn das Vakuum nicht tragfähig ist. Auch kann er bei Fehlfunktion oder Materialermüdung warnen. "Die Drähte liefern alle nötigen Daten. Die Messwerte des elektrischen Widerstands lassen sich exakt der jeweiligen Deformation der Drähte zuordnen. Daher kennt die Steuerungseinheit anhand dieser Messdaten zu jeder Zeit die genaue Position der Drähte", so Seelecke.

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2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

Formgedächtnislegierungen

Quelle:
Funktionswerkstoffe

01.12.2013 | Produkte | Ausgabe 6/2013

Neue Greiferteile für die Kunststoffindustrie

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