Berührungsloser Transport mit Ultraschall: Neuer Greifer schont empfindliche Bauteile

Ein empfindliches Bauteil transportieren, ohne dass es berührt wird? Geht nicht? Doch! Ein junger Schweizer Forscher hat es bewiesen, allerdings mit sehr kleinen Teilen. Marcus Schuck, der an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich am Labor für Leistungselektronik promoviert hat und jetzt als ETH-Pioneer-Fellow forscht, bewegt sie mit dem Druck von Ultraschallwellen.

„Akustisches Schweben“

Der Greifer, montiert an einem kleinen Roboterarm, besteht aus zwei Halbkugeln, die per 3D-Druck hergestellt wurden. In deren Innerem befinden sich zahlreiche kleine Lautsprecher. Diese werden von einer Software gesteuert, die Schuck ebenfalls entwickelt hat. Wenn bestimmte Lautsprecher eingeschaltet sind, bilden sie eine Falle, in der das Bauteil berührungslos festgehalten wird. „Man spricht von akustischem Schweben“, sagt Schuck.

Software steuert die Ultraschallwellen

Derart gefangen kann der Roboterarm das Objekt zu seinem Ziel bringen. Auch wenn er nur unpräzise manövriert: Mit den Ultraschallquellen gelingt es, das Bauteil exakt dort abzulegen, wo es hin soll. „Die exakte Positionierung erfolgt durch die mit der Software gesteuerten Ultraschallwellen“, so Schuck. Gedacht ist der berührungslose Transport für hochwertige empfindliche Kleinteile, Zahnräder von Uhren etwa oder mikroelektronischen Bauteilen, die im Zuge der Komplettierung verschiedene Stationen durchlaufen müssen.

Bisher verzichtet die Industrie in diesen Fällen auf einen automatisierten Transport oder setzt weiche Greifer ein. Doch die verschmutzen schnell, können das Transportgut nicht präzise am Ziel ablegen und manchmal packen sie doch zu grob zu, sodass Zahnrad oder Bauelement zerbrechen.

Der akustische Greifer passt sich an

„No Touch-Robotics“, nennt Schuck sein Projekt. Es habe hohe ökonomische Vorteile, sagt der Wissenschaftler, der sich jetzt mit seinen Kollegen Marc Röthlisberger und Christian Burkard daranmacht, den Greifer zur Serienreife zu bringen. Ein Greifer, der physisch zupackt, muss an die jeweilige Form des Bauteils angepasst werden. Das kostet Zeit und viel Geld. Der akustische Greifer passt die Falle, in der sich die beliebig geformten Bauteile verfangen, per Software an das jeweilige Objekt an.

via ETH Zürich