Berührungsloser Transport

Ultraschall-Greifer bewegt extrem empfindliche Bauteile

Dennis L.

Bisher war es nicht möglich, extrem empfindliche Bauteile berührungslos von einem Ort zum anderen zu transportieren. Ein neuartiger Roboterarm mit einer Art Ultraschall-Falle soll dies nun ändern.

Zürich (Schweiz). Bei bestimmten Produktionsprozessen müssen höchstempfindliche Teile sicher montiert werden. Das Problem bei physischen Berührungen ist jedoch, dass die Bauteile dennoch beschädigt werden können, die Roboterarme die bisher für solche Aufgaben eingesetzt werden, sehr teuer sind und die empfindliche Oberflächen der Maschinen schnell verschmutzen, was wiederum zu einer Höheren Beschädigungsrate der empfindlichen Bauteile führt.

Markus Schuck von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich, der am Labor für Leistungselektronik promoviert hat, forscht derzeit als ETH-Pioneer-Fellow an Roboterarmen, welche kleinere Objekte durch Ultraschall berührungslos bewegen können.

Akustisches Schweben dank zahlreicher Lautsprecher

Schuck hat für seinen Ultraschall-Greifarm einen kleinen Roboterarm modifiziert, indem er zwei Halbkugeln aus einem 3D-Drucker montierte. In den beiden Halbkugeln baute er zahlreiche kleine Lautsprecher ein, die durch eine Software angesteuert werden. Sind Greifarm und Software in Betrieb, so bilden sie für kleinere Gegenstände, die sich zwischen den Halbkugeln befinden eine Art Falle. „Dies bezeichnet man als akustisches Schweben“, erklärt Schuck.

Auf diese Weise kann der Roboter ein Objekt zu seinem Ziel bringen, ohne dieses direkt zu berühren. Der neue Ultraschall-Greifer kann aber nicht nur empfindliche Gegenstände bewegen, er kann sie mit Hilfe der Software auch exakt positionieren. Gerade für die Montage von sensiblen Kleinteilen wie Zahnrädern von Uhren oder mikroelektronischen Bauteilen kann ein berührungsloser Transport durchaus vorteilhaft sein.

Bisher verzichten Industrieunternehmen bei solchen Teilen auf einen maschinellen Transport oder setzen sehr weiche Greifer ein. Da diese jedoch schnell verschmutzen, kann das Transportgut beschädigt werden oder auch nicht exakt an seinen Ablageort gelangen.

Ultraschall-Greifarm ist flexibler als andere Greifer

„Der Ultraschall-Greifarm besitzt viele ökonomische Vorteile“, so Schuck. Bisherige Greifer müssen an das Transportstück angepasst werden und sind daher nicht nur teuer, sondern auch recht unflexibel. Mit der Ultraschall-Technologie müsste nur die Software auf den jeweiligen Gegenstand angepasst werden. No Touch-Robotics, wie Schuck und seine Kollegen Christian Burkard und Marc Röthlisberger ihr Projekt nennen, soll schon bald die Serienreife erreichen. Die Forscher erhoffen sich, so den Produktionsprozess von sehr empfindlichen Bauteilen zu revolutionieren.

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