Robotino® XXTDer mobile Bionische Handling-Assistent

Der Bionische Handling-Assistent

Der Bionische Handling-Assistent besteht aus drei im 3D-Druckver-fahren hergestellten Grundele-menten, die mit einer Mittel-sehne mechanisch verbunden sind, einer beweglichen Hand-achse sowie einem Greifer mit adaptiven Fingern.

Durch die Verwendung von Druckluft als Antriebsmedium ist der Bionische Handling-Assistent grundsätzlich biegsam und birgt daher beim direkten Kontakt mit dem Menschen keine Gefahren.

Vom Service-Roboter bis zum ProduktionsassistentenNeue Perspektiven durch gefahrlose Mensch-Technik-Kooperation

Die Service-Robotik verzeichnet im Bereich der privaten Haushalte zunehmend den Bedarf an Lösungen für die Heimautomatisierung. Darüber hinaus werden für die Implementierung der Industrie 4.0 ein verstärkter Einsatz autonomer Transportsysteme und die inten-sivere Nutzung roboterbasierter Assistenzsysteme erwartet, die sicher und eigenständig agieren und direkt mit anderen Maschinen bzw. Menschen kooperieren.

Mit der Technologiestudie Robotino® XXT zeigt Festo erstmals einen mobilen Manipulator, der grundsätzlich in der Lage ist, sowohl im industriellen als auch im privaten Umfeld sicher einge-setzt zu werden. Die Basis für die Technologiestudie bildet dieneueste Generation der seit 2006 verfügbaren mobilen Roboter-plattform Robotino®, die im Hinblick auf Traglast, Erweiterbarkeit und Rechnerleistung deutlich verstärkt wurde.

Robotino® XXT trägt einen Bionischen Handling-Assistenten sowie das notwendige Equipment für die Druckluftaufbereitung und die Steuerung des Manipulators. Zusätzlich ist der Bionische Hand-ling-Assistent durch eine elektrische Linearachse in der Höhe ver-stellbar und kann durch eine Kippvorrichtung geneigt werden.

Diese zwei zusätzlichen Freiheitsgrade erweitern den Arbeitsraum signifikant: Robotino® XXT nimmt Objekte auf und legt diese zum Beispiel in einem Regal ab. Zusammen mit der nachgiebigen Balg-struktur und dem adaptiven Greifer erfüllt Robotino® XXT die An-forderungen für den Einsatz als sicherer und mobiler Manipulator.

Robotino®

Robotino® ist die mobile Robo-terplattform für Forschung und Bildung. Ausgerüstet mit einem omnidirektionalen Antrieb und mit diversen Sensoren, Schnitt-stellen sowie spezifischen Erwei-terungen ist der Robotino® flexi-bel einsetzbar.

Zur Programmierung der indivi-duellen Anwendungen stehendie wichtigsten Programmier-sprachen und -systeme bereit.

Um die Anforderungen an den mobilen Roboter der Zukunft zu erfüllen, sind ein neuer Grad an Autonomie, Sicherheit, Kommuni-kation und adaptive Systeme für unterschiedliche Einsatzbereiche gefragt. Standardisierte Hard- und Softwarekomponenten helfen, die vielfältigen potentiellen Szenarien der mobilen Robotik wirt-schaftlich zu realisieren.

Robotino® XXT dient als Forschungsplattform für Ingenieure und Informatiker weltweit, um neuartige Verfahren und Werkzeuge für die Service-Robotik und die Produktionsassistenten der Zukunft zu entwickeln.

Leicht gebaut

Die Nutzung der modernen, generativen Fertigung erfüllt die besonderen Fertigungsvoraus-setzungen für den Bionischen Handling-Assistenten. Diese Fer-tigungstechnologie erlaubt die werkzeugkostenfreie Herstellung individuell beweglicher System-teile aus Polyamid mit hoher Fle-xibilität und geringem Gewicht.

Mobile Selbstversorgung

Die Piezoproportional-Ventilinsel dosiert die Druckluft in den Luft-kammern des Greifarms exakt. Sie wird von einem mobilen Kol-benkompressor erzeugt, der in einem integrierten Druckspeicher ein einstellbares Druckniveau erzielt. Vier Akkus versorgen die Ventilinsel, den Kompressor, die Steuerung und die Antriebe.

Formschlüssiges Greifen

Der adaptive Greifer besteht aus einem pneumatischen Parallel-antrieb sowie zwei Fingern mit Fin Ray Effect®, der aus der Bewegung einer Fischschwanz-flosse abgeleitet ist. Flexibilität und Nachgiebigkeit des Greifers überzeugen insbesondere beim Festhalten und Transportieren von empfindlichen Objekten oder Objekten mit unterschiedlichen Konturen.

Die Zukunft der mobilen Robotik mitgestaltenErfolgsfaktoren für die „helfende Hand“

Technische Daten

Basisplattform Robotino®:• Durchmesser: 450 mm• Höhe inkl. Gehäuse: 290 mm• Gesamtgewicht: ca. 22 kg• Zuladung: max. 30 kg• Omnidirektionaler Antrieb• Gummischutzleiste mit integriertem Kollisionsschutz-Sensor• 9 analoge Infrarot-Abstandssensoren• Embedded PC nach COM Express Spezifikation• Prozessor: Intel® Core™ i5, 2,4 GHz, Dual-Core• Arbeitsspeicher: 8 GB RAM • Festplatte: 64 GB SSD• Betriebssystem: Linux Ubuntu 12.04 (64 Bit)

Manipulator:• Bionischer Handling-Assistent: 6 Freiheitsgrade• Druckluftversorgung: miniaturisierter Kolbenkompressor

(10Nl/min bei 3 bar Arbeitsdruck)• Greifer: Parallelgreifer Festo HGPL, 2 adaptive Greiffinger • Schwenkantrieb Greifer: elektrischer Antrieb

(maxon motor EC-max 22), Drehwinkel 0-180 Grad • Kippeinheit: elektrischer Antrieb (maxon motor, EC-max 40),

Kippwinkel: 0 – 80 Grad• Höhenverstellung: Festo Stellachse DMES und elektrischer

Stellantrieb MTR-DCI, Hub: 0 – 280 mm• Steuereinheit: Festo Steuerung CECC mit Schnittstellen für

Ethernet, CAN, RS232, RS485, Digitale IOs und IO-Link• Bedienung: Gamepad

Projektbeteiligte

Projektinitiator:Prof. Dr.-Ing. Peter Post, Festo AG & Co. KGProjektleitung: Dr.-Ing. Alexander Hildebrandt, Festo AG & Co. KGDr.-Ing. Dirk Pensky, Festo Didactic GmbH & Co. KG

Konstruktion:Frederick Schäfer, Daniel Drexler, Dr.-Ing. Arne Rost,Dipl.-Ing. Lars Blassmann, Festo AG & Co. KGWerksdesign:Dipl. Des. Jörg Peschel, Festo AG & Co. KG

Steuerungs- und Regelungstechnik:Ing. M. Sc. Martin Ehrle, Steinbeis Embedded SystemsTechnologies GmbH,Dr.-Ing. Alexander Hildebrandt, Festo AG & Co. KGDruckluftversorgung:Dipl.-Ing.(FH) Robert Strommer, Festo AG & Co. KG

Technische und wissenschaftliche Beratung:M. Eng. Thomas Streich, Dr.-Ing. Rüdiger Neumann,Dipl.-Des. Elias Knubben, Festo AG & Co. KG

Produktmanagement Robotino®:Dr.-Ing. Dirk Pensky, Festo Didactic GmbH & Co. KG

Fotos:B. Eng. Florian Haizmann, Festo Didactic GmbH & Co. KGMarketing/Öffentlichkeitsarbeit:B. Eng. Milorad Garic, Festo Didactic GmbH & Co. KGDipl.-Des. Heike Haarmann, Festo Didactic GmbH & Co. KG

Festo AG & Co. KG

Ruiter Straße 8273734 EsslingenTelefon 0711/347-0Telefax 0711/347-21 55info_de@festo.com www.festo.de

Robotino® ist eine Marke der Festo Didactic GmbH & Co. KGFin Ray Effect® ist eine Marke der EvoLogics GmbH, Berlin