Taktile Sensorsysteme zum gefühlvollen Greifen

Die Welt der Robotik und der Automatisierungsindustrie unterliegt einem starken Wandel; Automatisierungsanlagen müssen zunehmend in der Lage sein, individualisierte und maßgeschneiderte Produkte zu fertigen. Das Handling von Objekten ist hierbei eine der wichtigsten Aufgaben. Die aktuell verwendeten Greifer sind meist speziell an die Objekteigenschaften angepasst und üben eine konstante Greifkraft aus. Häufig ist jedoch eine dynamische und objektspezifische Anpassung der Greifkraft notwendig, um Objekte nicht zu beschädigen. Eine Erkennung, ob das Objekt tatsächlich gegriffen wurde, ob es rutscht oder während der Bewegung verloren gegangen ist, ist in der Regel nicht möglich.

Damit sich zukünftig die Prozessarchitektur und Greifer flexibel an die wechselnden Anforderungen anpassen können, sind neue Technologien erforderlich. Ein Ansatz, der sich als besonders zielführend herausgestellt hat, ist die Verwendung taktiler Sensoren an den Greifflächen. Die Sensordaten werden im Zuge eines Kontaktes zur Adaptierung des Greifers, zur Bauteil- und Lageerkennung sowie zur Prozessüberwachung eingesetzt. Grundlage hierfür bilden die im Fraunhofer IFF entwickelten drapierbaren, hochauflösenden Messwandler.

Im Rahmen von verschiedenen Projekten wurden industrielle Greifer mit der taktilen Sensortechnologie des Fraunhofer IFF ausgestattet. Dadurch ist es möglich, die auf die Greifflächen einwirkenden Kräfte ortsaufgelöst zu erfassen und den gesamten Greifprozess sicher zu überwachen. Das taktile Sensorsystem macht den Greifprozess nicht nur sicherer, sondern ermöglicht zusätzlich das so genannte _reaktive_ Greifen. Dieses biologisch inspirierte Prinzip, das der menschlichen Hand nachempfunden ist, ermöglicht die Feinjustierung eines Greifvorgangs, der in Abhängigkeit einwirkenden Kontaktkräfte. Hierbei kommen zunehmend Verfahren des maschinellen Lernens oder des Reinforcement Learnings zum Einsatz, um Daten zuverlässig zu interpretieren und die Prozesse zu optimieren.

Das taktile Sensorsystem bildet damit die ideale technologische Basis für die Entwicklung von Handlingsystemen, insbesondere zur Handhabung fragiler oder biegeschlaffer Objekte.

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Innovative, taktile Greifermodule vom Fraunhofer IFF.

Leistungsspektrum

  • Entwicklung und Implementierung taktiler Sensorsysteme für industrielle Greifer, einschließlich Messwandler und der Elektronik
  • Sensorgestützte Klassifikation von Objekten im Greifer
  • Multi-modale Datenverarbeitung für eine verbesserte Objekterkennung, insbesondere bei Objekten mit transparenten oder glänzenden Oberflächen

Projekte

 

Kollaborierende Roboter in der Montage

Das EU-Projekt ColRobot entwickelt kollaborative, mobile Roboter für die Automobil- und Luftfahrtindustrie, die monotone Aufgaben wie Lieferung von Kits, Schraubtätigkeiten und Halten von Werkstücken übernehmen.

 

Multimodales Bin-Picking 

Das pickit-Projekt erweitert traditionelle Bin-Picking-Systeme durch taktile Greiftechnologien, um die Erkennung und Handhabung unsortierter Teile zu verbessern. Das Projekt zielt darauf ab, über taktile Druckprofile zusätzliche Objektinformationen zu gewinnen, wodurch Greifvorgänge zuverlässiger und effizienter gestaltet werden können.

Robotergestütztes Teilehandling in industriellen Umgebungen 

Das EU-Projekt PICKPLACE kombiniert menschliche und robotische Fähigkeiten, um sichere, zuverlässige und flexible Lösungen für das Pick-and-Packaging zu schaffen.

Hochflexibles Greifersystem für den universellen Einsatz

Das Projekt FLEXGRIP zielte darauf ab, ein neuartiges, hochflexibles Greifersystem mit fortschrittlicher Sensorik zu entwickeln, das vielseitige Griffarten und "In-Hand-Manipulation" ermöglicht. Dadurch sollen die Einschränkungen herkömmlicher Greifer überwunden und Produktionsprozesse, insbesondere in kleinen und mittelständischen Unternehmen, effizienter und kostengünstiger gestaltet werden.