Sensibler Roboter greift sogar Schokoküsse mit Feingefühl
Ein innovativer Roboter-Greifer des Fraunhofer IEM transportiert fragile Objekte in der Lebensmittelindustrie schonend und ohne Beschädigung. Durch den elektrischen Antrieb können Unternehmen auf Pneumatik verzichten und Kosten senken. Auf der Hannover Messe vom 17. bis 21. April 2023 sehen Sie den Greifer am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Aktion.
Das Fraunhofer IEM forscht an intelligenten Greifsystemen. Auf der Hannover Messe 2023 stellt es einen innovativen Roboter-Greifer vor, der ganz ohne aufwendige Pneumatik auskommt.
Foto: Fraunhofer IEM/Wolfram Schroll
Ein neuartiger Roboter-Greifer des Fraunhofer-Instituts für Entwurfstechnik Mechatronik IEM kann fragile Objekte von einem Produktionsschritt zum nächsten transportieren, ohne sie zu beschädigen. Besonders in der Lebensmittelindustrie, wo das schonende Handling empfindlicher Waren unerlässlich ist, kann dieser Greifer dazu beitragen, Ausschuss zu vermeiden. Ein großer Vorteil des Greifers ist der elektrische Antrieb, der Unternehmen von kostspieligen und aufwendigen Pneumatik-Systemen befreit.
Große Herausforderung: Empfindliche Lebensmittel automatisiert transportieren
Das automatisierte Transportieren, Sortieren und Verpacken empfindlicher Lebensmittel stellt eine große Herausforderung dar. Roboter müssen schnell und hochdynamisch arbeiten, ohne dabei Druckstellen oder Makel auf Schaumküssen, Eiern, Fleischbällchen, Keksen, Pralinen, Donuts und Co. zu hinterlassen. Doch Forscher am Fraunhofer IEM in Paderborn haben im Rahmen eines Förderprojekts des Landes Nordrhein-Westfalen einen Roboter-Greifer entwickelt, der speziell für die Lebensmittelbranche geeignet ist.
Der neue Greifer zeigt auf der Hannover Messe an einem Cobot-Arbeitsplatz, wie er Schaumküsse bewegen kann, ohne dabei die empfindliche Schokoladenglasur zu beschädigen. Diese innovative Technologie hat sicherlich das Zeug dazu, die Lebensmittelindustrie zu revolutionieren und die Produktionsprozesse zu verbessern.
Optimale Balance zwischen Feingefühl und Schnelligkeit
Das Greifsystem des neuen Roboter-Greifers ist äußerst vielseitig einsetzbar und kann mit zwei, drei oder vier Fingern genutzt werden. Es eignet sich daher nicht nur für die Handhabung empfindlicher Lebensmittel, sondern auch für andere empfindliche Güter wie Glas. Die kunststoffbasierte, nachgiebige und flexible Oberfläche der Finger ermöglicht ein sensitives Greifen, um Beschädigungen zu vermeiden. Gleichzeitig passt sich der Greifer dank seiner hohen Dynamik problemlos an die Produktionsabläufe an.
Laut Dr. Christian Henke, Abteilungsleiter Scientific Automation am Fraunhofer IEM, gewährleistet die präzise und dynamische Regelungstechnik des Greifers jederzeit die erforderliche Balance zwischen Schnelligkeit und Feingefühl. Durch die integrierte Sensorik in den Fingern kann die Anpresskraft für die jeweiligen Güter ermittelt werden, um eine sichere Handhabung zu garantieren.
Elektrischer Betrieb schont die Ressourcen
Das innovative Roboter-Greifsystem hat einen besonderen Vorzug: Im Gegensatz zu herkömmlichen Greifern wird es nicht pneumatisch, sondern elektrisch betrieben. Dadurch arbeitet es energieeffizient und nutzt bereits vorhandene Stromanschlüsse. Wie Dr. Christian Henke erläutert, verbrauchen pneumatisch betriebene Greifersysteme aufgrund der Erzeugung von Druckluft und häufigen Leckagen in den Leitungen viel Energie und haben einen geringeren Wirkungsgrad.
Die Umstellung auf ein elektrisch betriebenes System ist daher nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch kosteneffizienter. Unternehmen können auf teure und wartungsintensive Pneumatik-Systeme verzichten und ihre Produktionskosten senken.
Dank Linearachse flexibel einsetzbar
Das Roboter-Greifsystem kann durch eine Linearachse erweitert werden, um den Aktionsradius zu vergrößern. Hierfür wird der Greifroboter auf einer vertikalen Hubsäule montiert, die wiederum auf der horizontalen Schiene angebracht ist. Dank seiner sensorbasierten Umfelderkennung eignet sich der Greifer perfekt für die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration. Allerdings gilt das nicht für die beiden Achsen – die Linearachse und die Hubsäule.
Um den Arbeitsplatz vollständig kollaborativ zu gestalten, haben die Forscher ein Multisensorsystem entwickelt, das eine 360-Grad-Umfelderkennung der Achsen ermöglicht. Dieses System, bestehend aus Abstands- und Thermografiesensoren, kann in den Sockel der Linearachse integriert werden und macht Schutzzäune überflüssig, wie Dr. Christian Henke erläutert. Der Greifer lässt sich optional mit der Linearachse und dem Multisensorsystem kombinieren, ist jedoch auch autonom einsetzbar. Erste Tests waren erfolgreich und das Team des Fraunhofer IEM sucht derzeit nach Partnern, die den Vertrieb des Roboter-Greifers übernehmen möchten.
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