Flexible Greifer & Greifsysteme

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Axel Goldschmidt
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1 Flexible Greifer & Greifsysteme Technologietag mit Packaging Excellence Center + Packaging Valley Andrzej Grzesiak grzesiak@ipa.fraunhofer.de 1

2 Generative Fertigungslogik Leicht Flexibel Individuell - alles in einem und ohne Montage Festo (unten rechts) 2

3 Lösung aus Pulver generativ bauen Das Verfahren: Schichtweiser Aufbau (Polymerpulver) Aufschmelzen und Verbinden mit Laser 3D-Geometrien direkt aus CAD Vorteile, was ist jetzt möglich: Extrem leichte Bauteile Vorher nichtbaubare Strukturen Interne komplexe Geometrien Integration von Funktionen Ansgar Pudenz 3

4 Generative Fertigung für die Automatisierung Technologie Selektives Lasersintern von Kunststoffen Bild: Ansgar Pudenz Film: Fraunhofer 4

Greiferfindern Flexible Anpassung an diverse Kaufteile Auslegung der Geometrie nach Funktion, statt

5 Industriegreifersysteme Hybride Konzepte Verbindung generativer Technologie mit Standardelementen Lösungen: Realisierung von Adapterplatten bzw. Greiferfindern Flexible Anpassung an diverse Kaufteile Auslegung der Geometrie nach Funktion, statt nach der Fertigungstechnik Kundennutzen: Einsatz bekannter Antriebe Leichte Trägeelemente / Gehäusen Einfache Realisierung von beweglichen bzw. elastischen Zonen 5

Industriegreifersysteme Hybridlösungen -

Federweg 2mm Aufteilung der Andruckfläche

Blattfedern Gewichtseinsparung gegenüber

leichtes und steifes Basisteil Gefederte

6 Industriegreifersysteme Hybridlösungen - Beispiele Schokoladentafel: Realisierter Federweg 2mm Aufteilung der Andruckfläche in verschiedene Segmente für ein quasi elastisches Verhalten Aufhängung der gefederten Segmente an verschiedenen Blattfedern Gewichtseinsparung gegenüber dem Ausgangsteil Wafergreifer: Extrem leichtes und steifes Basisteil Gefederte Greiferfinger Innen geführte Medienversorgung robomotion / Schunk 6

7 Industriegreifersysteme Hybride Konzepte - Beispiele Quelle: robomotion / Fraunhofer IPA 7

8 Industriegreifersysteme Hbid Hybride Konzepte - Beispiele i Konstruktionsfeatures: Ersatz für eine Basisplatte, die den Belastungen nicht standhält Gleiches Gewicht bei wesentlich höherer Steifigkeit 8

9 Systeme entwickeln und erproben Was muss gemacht werden? Analyse der zugreifenden Teile Auswertung und Baugruppenklassifizierung g Aufsetzten modulare Konzepte / robomotion / Schunk 9

als Gelenke Kundennutzen: Einfach Skalierbar Greiferfinger und Anschlusflansch

10 Industriegreifersysteme Vollintegrierte Konzepte Zweifinger Winkelgreifer, einfach wirkend mit Federrückstellung Lösungen: Faltenbalg als Antrieb Filmscharniere mit vorgegebener Steifigkeit als Gelenke Kundennutzen: Einfach Skalierbar Greiferfinger und Anschlusflansch anwendungsspezifisch Keine Montage erforderlich Individuelle Greiferfinger und Beschriftung werden mitgebaut 10

dem CAD in einem Arbeitsgang (Material Polyamid

Greifkraft (hier 42N bei 2,5 bar) Frei wählbarer

medizinische Anwendungen Betrieb in aggressiven

11 Industriegreifersysteme Vollintegrierte Konzepte Im Dauertest überstand der Greifer über Zyklen ohne Verformung! Produkteigenschaften: Hergestellt aus direkt aus dem CAD in einem Arbeitsgang (Material Polyamid - PA12) Beliebig skalierbar in Hub und Greifkraft (hier 42N bei 2,5 bar) Frei wählbarer Aufbau (2, 3 Finger) Sterilisierbar für medizinische Anwendungen Betrieb in aggressiven Umgebungen (in Flüssigkeiten, Schleifstaub) Extrem geringes Gewicht (hier 30 Gramm) 11

12 Industriegreifersysteme Freie Skalierbarkeit der Greifer 12

Industriegreifersysteme Vollintegrierte Greifer -

Aufbau Hohe Greifkraft Robust bei Crashsituationen

und Lebensmittel: Flexible und steife Zonen in einem

13 Industriegreifersysteme Vollintegrierte Greifer - Beispiele Schmiedeteile: Einteiliger voll integrierter Aufbau Hohe Greifkraft Robust bei Crashsituationen Geringe Störkontur von Fingern und Gehäuse Leicht Obst und Lebensmittel: Flexible und steife Zonen in einem Anpassung an das zu greifende Objekt Frei skalierbar Leicht Festo 13

14 Gewichtreduzierung mit speziellen Softwarewerkzeugen Auch im Metallbereich Quelle: within 14

15 CFK-Lösungen Verbindung der Faserwerkstoffe mit der generativen Technologie Greifersysteme: Schalenbauweise mit CFK Geringe Masse Sehr gute Steifigkeit Hohe Kosten IPA Ansatz: Verbund von Standard CFK Komponenten mit der generativen Technologie Quelle: Schunk 15

16 Werkzeuge Leichbau, Robustheit und Funktionalität Film WSE WSE Fraunhofer / IPA 16

17 Automatisierungssysteme aus Pulver gebaut. Unsere Unterstützung Greiferkonzeption und Herstellung Systementwicklung Automatisierungssysteme / Festo17

18 Ihr Ansprechpartner Andrzej Grzesiak Tel Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik t ik und Automatisierung ti i Nobelstrasse 12 D Stuttgart

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