Leitfaden und Optimierung zur additiven Fertigung von Greifersystemen

Im Zuge des aktuellen Trends hin zur Digitalisierung und Automatisierung ist Objekthandling durch Roboter aus dem Industrieumfeld nicht mehr wegzudenken. Die Greifer stellen dabei die entscheidende Schnittstelle zwischen dem Roboter und der realen Welt dar. Die typischen Anwendungen sind dabei Pick-and-place-Aufgaben wie etwa Beladen- und Entladen von Maschinen, Verpacken von Waren sowie Bestücken und Positionieren von Bauteilen für weitere Verarbeitung. Aber auch Aufgaben im Fertigungsprozess können von Greifern wahrgenommen werden.

Bestehende Greifersysteme brauchen oft aufwendige Anpassungen
Bestehende Greifersysteme passen aufgrund der enormen Vielzahl an Anwendungen und Bauteilen oft nur bedingt oder brauchen meist aufwendige, individuelle Anpassungen. Die logische Lösung sind additive Fertigungstechnologien. Mit den richtigen CAD-Tools und -Techniken können so Greifer angepasst an den Anwendungsfall hergestellt werden. Aufgrund des durchgängig digitalen Prozesses ist der Weg von Entwurf zu Greifer schnell und kostengünstig. Zusätzlich können Normteile reduziert, inkludiert oder mitgedacht und der Greifer vor der Lieferung des Werkzeugs hergestellt und getestet werden.

Know-How notwendig – SKZ will hier ansetzten
Einziger Haken: Ein gewisses Know-How insbesondere bezüglich der Konstruktionsregeln ist notwendig, um nicht in eine letztendlich doch teure und ineffiziente Anpassungsspirale zu geraten. Und genau hier möchte das SKZ mit einem industriefinanzierten SKZ-Wegbereiterprojekt ansetzen. Das besondere an den SKZ-Wegbereiter-Projekten ist die Finanzierung ausschließlich über teilnehmende Industrieunternehmen. Vorteil für die Teilnehmer ist ein Exklusivrecht auf die Ergebnisse und natürlich eine deutliche Einsparung eigener Ressourcen. Die Entwicklungsarbeit übernehmen entsprechend die SKZ-Experten, nach den gemeinsam beschlossenen Anforderungen der Projektteilnehmer.

Ganzheitliche Betrachtung des Greifersystems
Ziel ist eine Optimierung der Greifersysteme inklusive der Erarbeitung eines Konstruktionsleitfaden aus Best-Practice Anwendungen. Dabei wird das Greifersystem ganzheitlich betrachtet, inklusive Greifermaterial, Schnittstellen, Griffmechanismen, Ansteuerung und AF-Konstruktionsprinzipien. Zunächst werden die gängigen AF-Verfahren auf ihre Eignung für die Fertigung von Greifern untersucht, um im nächsten Schritt den Einsatz entsprechender AF-Werkstoffe zu prüfen (Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit, Verschleiß, Ermüdung…). Darauf basierend werden systematisch AF-geeignete Konstruktionen erstellt und praktisch erprobt. Am Ende des Projektes steht ein Demonstrator zur Verfügung.

Das SKZ ist Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.