Bionischer Handling-Assistent

[Mario@TUM-Projekt]

Hallo!

die TU München führt derzeit in Kooperation mit der Firma FESTO ein Lead-User Projekt am Lehrstuhl für Technologie- und Innovationsmanagement durch. Wir suchen nach Anwendungsgebieten und Branchentrends für einen Einsatz des von FESTO entwickelten Bionischen Handling Assistenten (BHA) - siehe angehängtes Datenblatt. Es geht in diesem Projekt nicht um den Verkauf des BHA, sondern vielmehr um eine kooperative Weiterentwicklung des Konzepts, zu der Ihr aktiv beitragen können.

Der Arm hat insbesondere den Vorteil, dass eine gefahrlose Mensch-Machine Interaktion stattfinden kann und der Arm somit aktiv mit Menschen zusammenarbeiten kann. Durch seine hohe Flexibilität und natürliche Beweglichkeit ist er darüber hinaus vielseitiger einsetzbar als andere Roboterarme - was ihn für z.B. für die Bereiche optische Qualitätskontrolle, als Haushalts- oder Montagehilfe, für Lackier- oder Klebearbeiten qualifiziert.

Die im angehängten Datenblatt angegebenen Ausmaße, Leistungswerte und die bisherige Form sind Werte des in den Fotos gezeigten Prototyps. Die Form ist beliebig skalierbar und stellt nur eine der zahlreichen Gestaltungsmöglichkeiten dar, die das Herstellungsverfahren hergibt (3D Laser-sintern - also ein 3D-Druckverfahren). Die Leistungswerte können gezielt auf bestimmte Bedürfnisse hin optimiert werden - natürlich innerhalb physikalischer Grenzen (da der Arm pneumatisch gesteuert wird, kann er die Geschwindigkeit oder Präzision heutiger Industrieroboter nicht erreichen - er bietet dafür aber eben ganz andere Gestaltungsmöglichkeiten und Vorteile).

Uns interessiert, wo Ihr Anwendungsbereiche für den Arm in seiner aktuellen Form oder auch in den möglichen Abwandlungen seht. Da der Arm sich noch in der Entwicklungsphase befindet, interessieren uns auch technische Spezifikationen, die der Arm erfüllen müsste, wenn er in der Produktion oder in anderen denkbaren Anwendungsbereichen eingesetzt würde.

Sollte das Projekt auf Euer Interesse stoßen, würden wir uns freuen, wenn Ihr Eure Meinung dazu hier im Forum kommuniziert..

Vielen Dank für Eure Beteiligung und Eure Aufmerksamkeit.

Beste Grüße,

Mario für die TUM und für FESTO

[Thoralf]

ich kenne den Arm schon eine Weile aus dem Net und fand den vom Konzept ziemlich interessant. Allerdings ist euch und sicher allen Anwendern auch klar, dass der nicht unproblematisch anzusteuern ist. Ich kann mir nicht vorstellen, dass dieser Arm auf 1mm genau positionieren kann.
Bedingt durch die Kompressibilität der Luft, den hohen Drehmomenten durch das große notwendige Hebelmoment der Balgen in Bezug auf die Armlänge wird der Arm beim geregelten Anfahren einer Sollposition ziemlich ins Schwingen geraten. Mit Dämpfern bzw. Dämpfungsparametern im regelkreis ergibt sich dann eine rel. lange Einstellzeit.
Also: bomb disposal oder mine sweeping wird wohl eher nicht gehen. Aber Anwendungen im Haushalt, wie Zeitung packen und dem Rollifahrer bringen wird schon möglich sein. Man wird damit nach Anwendungen suchen müssen, wo Zeit und Genauigkeit eine untergeordnete Rolle spielt.
Da war doch hier mal ein thread, wo es um Erdbeerpflücken ging...

Oder in der Industrie: Innenräume zu inspizieren oder zu behandeln (lackieren, sandstrahlen usw.) benötigt keine große Präzision, da eine millimetergenaue Positionierung auf Oberflächen nicht immer erforderlich ist. Und bei genormten Abläufen kann man offline die Bahnkurve optimieren und Kompressionseffekte der Luft und die entsprechende Dynamik fest einplanen.

[Manf]

Mir gefällt der Arm sehr gut. Ich sehe ihn öfters wenn ich im Deutschen Museum bin, dort ist ja ein Exemplar ausgestellt und macht auch einige Bewegungen zum Vorführen.

Vielleicht sollte man ihn hier noch etwas diskutieren um ihn vertrauter zu machen, so ergeben sich ja dann oft auch Überlegungen zu weiteren Anwendungen.

In den Daten steht für das Exemplar etwas von
Länge 0,75m
Auslängung ca. 60%
Aktuatoren 13
Handhabungsgewicht 1kg
Positoniergenauigkeit 1mm

Die Aktuatoren sind wohl in Dreierguppen zu einem Arm angeordnet.
Eine Verlängerung erfolgt durch Luftdruck in den Kammern, wie erfolgt die Verkürzung und die Positions-Messung?, es gibt dafür wohl Drähte.
Welche Steifigkeit hat der Arm gegenüber seitlichen Auslenkungen?
Er wird zur Positionierung um zum Halten der Position wohl in einer Regelung betrieben.

[Mario83]

Hallo Zusammen,


vielen Dank schonmal!

@Thoralf: Von der Firma Festo wurde uns zugesichert, das die Positioniergenauigkeit des Arms auf 1mm klappen sollte (wie gesagt das Ding ist im Entwicklungsstadium). Dennoch denke ich das die Jungs das durch die entsprechende Regelung hinbekommen.
In den vorgeschlagenen Industrien haben wir schon vielfältig nachgefragt, zum lackieren ist er nicht unbedingt perfekt ausgestattet siehe auch das maximale Traglast von 1kg und bei einer Zyklenzahl von 500.000 lohnt sich so ein Arm bei Automatisierten Fertigungsstraßen wohl kaum!
Zu dem Thema überprüfen von Innenräumen haben wir uns auch schon Gedanken gemacht, da die Kamerasysteme relativ leicht sind und er mit seinen 11 Freiheitsgraden den bisherigen Armen absolut überlegen ist! Leider fehlen uns aber an dieser Ecke Firmennamen bei denen man noch Anfragen könnte!


@Manf: Du hast recht, die Aktuatoren sind in Form von "Luftkissen" in Dreiergruppen angeordnet. Desweiteren sind 3 Ebenen (9 Luftkissen) im Gesamtarm. Allerdings könnte man an dieser Stelle auch weniger Luftkissen einsetzten oder die Geometrie ändern falls dies zu einem brauchbaren Einsatz führt.
Die Verkürzung wird durch die Expansion anderer "Luftkissen" oder durch deren Evakuierung erreicht. Die Positionsmessung erfolgt über 3 Seilpotentiometer die jeweils an den Seiten des BHA angebracht sind. Bei einer Seitlichen Auslenkung könnte der Arm 4-5 kg erreichen kommt natürlich auf den Hebel an! Zur Positionshaltung wird eine Regelung betrieben, die von der Firma Festo bereits entwickelt worden ist.


Falls Ihr noch gute Einfälle habt, wo man den Arm gebrauchen könnte dann immer her damit ihr helft uns ungemein weiter!

Vielen Dank


Mfg


Mario

[Manf]

Ich will das Thema nicht so schnell in Ruhe lassen, es ist doch schon etwas Außergewöhnliches.
Beispielsweise hat man bei diesem Roboterarm Pneumatik im Arm und damit auch an der Spitze.
Oft ist ein pneumatischer Greifer ganz praktisch aber zu aufwendig, hier ist er in der Kombination möglich.

Einige Aktoren die auch penumatisch arbeiten gibt es hier:
https://www.roboternetz.de/community...erung-in-Pneus
Besonders die geniale Tüte mit Kaffepulver sollte man sich noch einmal ansehen, den Vakuumgreifer.
Pneumatische Greifer können aber auch sonst ganz gut für eine Druckverteilung sorgen und damit Beschädigungen vermeiden.

Die große Kraft die schon bei relativ kleinen Flächen zusammenkommt ist auch beeindruckend. Früher war es eine Demostration für Kindergeburtstage mit dem Aufblasen einer Plastiktüte einen kompletten Schrank wegzuschieben. Heute kann man vielleicht mit einem Pneumatiksack an der Stoßstange eine Parklücke vergrößern ohne dabei die anderen Autos zu beschädigen.

[Mario@TUM-Projekt]

Hallo Manf,


vielen Dank Dir schon einmal! Du hast natürlich recht mit den Vorteilen der Pneumatik! Das besondere bzw. das neue daran ist sicherlich auch darin zu sehen, dass man den Greifarm in Kooperation mit dem Menschen anwenden kann! Dies wird natürlich auch durch die Leichte Bauweise erreicht! (Ich denke dabei an die Nachteile der schweren Industrieroboter die ein "abgestecktes" Umfeld benötigen!)
Wie auch bereits gesagt wurde kann am Ende des Arms so ziemlich alles Montiert werden! (Greifer, Kamerasysteme, Vakuumgreifer, Aufnehmer etc.) der Fantasie sind dabei keine Grenzen gesetzt solange es nicht all zu schwer wird!
Im Endeffekt geht es ja darum eine Pool von Ideen aufzubauen was ein solcher Arm bräuchte um seine Einsatzgebiete zu finden! Dabei kann man sich auch von der jetzigen Form des Armes abwenden und für spezielle Einsatzgebiete modifizieren!

Ein Ansatz wäre auch, den Arm soweit zu vereinfachen, dass man ihn in einer billigeren Bauweise für "Spielzeugsysteme" wie beispielsweise bei LEGO Mindstorm verwenden könnte! Was haltet Ihr davon?

Vielen Dank schon wieder mal !


Beste Grüße

Mario

[avrrobot]

Hallo,

Das ist natürlich sehr interressant, ich versuche auch gerade, mir eine mögliche Anwenddung einfallen zu lassen.
Mit LEGO, ich weiß ja nicht, bisher hab ich eher wenig Lego mit Pneumatik gesehen.
Aber bei der Entwicklung der Arme muss doch ein bestimmtes Ziel/Anwendungsmöglichkeit bereits gefunden worden sein?!?
So etwas zu entwickeln dürfte ziemlich teuer sein.

Gruß
avrrobot

[Mario@TUM-Projekt]

Ich bin mir ehrlich gesagt auch noch nicht ganz sicher aber ein schönes Spielzeug wäre es schon! Natürlich müsste für so einen Einsatzzweck die Steuerung noch stark vereinfacht werden und auch die Bauweise!
Zu den bisher gefundenen Anwendungsgebieten muss man sagen das die Firma Festo durch ihre Firmenpolitik solche Projekte fördert um einfach mal verschiedene Techniken zu kombinieren um zu schauen was möglich ist!

(http://www.festo.com/cms/de_corp/9617.htm)

Auf der Seite sind noch weitere gute "Erfindungen" wie beispielsweise ein Bionischer Vogel etc.


Wir sind von unserem Projekt in verschiedene Branchen gegangen (Lebensmittelindustrie, Luft und Raumfahrt, Lehranwendungen, Behindertenwerkstätten usw.)