Schweizisk robot griber uden at røre

Illustration: ETH Zürich

I dag bruger industrien robotter til at flytte og bevæge alle mulige forskellige emner rundt i produktionen. Men de helt små komponenter, eksempelvis i ure eller mikrochips, bliver stadig håndteret manuelt med pincet, fordi de er for små og skrøbelige til robotterne grove hænder – de såkaldte gribere.

»Konventionelle robotgribere er tilbøjelige til at skade skrøbelige objekter. For at imødegå kan man bruge bløde gummilignende gribere. Selvom de ikke skader emnet, bliver de nemt kontamineret, ligesom de ofte har en begrænset nøjagtighed,« siger Marcel Schuck, post.doc ved det tekniske universitet ETH i Zürich.

Han og hans kolleger forsøger at løse den udfordring ved hjælp af lyd. De har nu præsenteret en kontaktløs robotgriber, der kan flytte emner helt uden berøring.

Teknikken er ikke ny, og kendes som akustisk levitation. Princippet fungerer ved at få modsatrettede stråler fra lydbølger til at skabe stående bølger. De stående bølger har toppe, som svinger mellem højt og lavt tryk, og dermed kan de bruges til at løfte og puffe en genstand mod tyngdekraften.

Faktisk har man undersøgt ultalyd til den funktion mere end 80 år, blandt andet inden for rumfart. højfrekvente lydbølger skaber et tryk, som vi mennesker hverken kan se eller høre. De små objekter bliver så at sige fanget mellem de to toppunkter på en lydbølge, som opstår ved at skifte lydniveauet omkring emnet ekstremt hurtigt.

Tidligere har forskere fået vanddråber og bordtennisbolde til at svæve.

»Det at gribe små og skrøbelige emner er en stor udfordring, eksempelvis inden for produktion af ure, halvlederindustrien og mikromekanik. Derfor er det meget begrænset hvad der findes af automation- og robotløsninger til netop de opgaver, fordi der ikke findes en passende griberteknologi,« siger Marcel Schuck,

Læs også: Sådan blandes svævende dråber med akustisk levitation

sådan ser en anden prototype af den akustiske robotgriber ud. Illustration: ETH Zürich

Bruger almindelig robotarm

Det er ikke nok at kunne gribe et emne, det skal også kunne manipuleres i den rigtige retning. Den udfordring har Marcel løst forholdsvist simpelt ved at placere sin akustiske griber på en konventionel robotarm, der så sørger for at flytte emnet fra A til B, mens emnet svæver i det mindre akustiske griber.

»En stor fordel ved vores teknologi er at vi ikke bare kan gribe et objekt, men også manipulere det. Det gør vi med forholdsvis billigt udstyr, fx med en robotarm der udfører positioneringen af emnet,« siger Marcel Schuck.

Læs også: Lydbølger flytter svævende objekter

Det er dog uklart hvordan det lille emne i første omgang bliver placeret i den kontaktløse griber. I videoen placerer Marcel Shuck selv emnet med en pincet. Så helt færdige med prototypen er de ikke på ETH.

I Tyskland forsøger automationsvirksomheden Beckhoff Automation sig med en lidt anden udgave af en svævende transportbånd, nemlig magnetisk levitation. Det vil sige, at modulerne – eller 'moverne', som Beckhoff kalder dem – indeholder en permanent magnet, som skubbes opad af elektromagneter i de 'fliser', som udgør selve transportsystemet, der kaldes Xplanar. Selve moverne er altså helt passive og skal ikke oplades eller tilføres energi.

Illustration: Beckhoff Automation

Systemet gør det muligt at flytte moverne individuelt i alle retninger med en hastighed på op til 4 m/s. Den største mover kan fragte op til 6 kg. produkter, og det er faktisk muligt at koble flere movere sammen. Selve løftehøjden kan være op til 5 mm, hvilket betyder, at der også er muligt at vippe moverne med en hældning på op til 5 grader. Her er det dog ikke selve emnet der svæver, men kun den plade som emnet er placeret på. Det betyder at de små movere ikke er i kontakt med underlaget.

Ved at bruge et ‘svævende’ transportbånd er forventningen at reducere risikoen for kontaminering i eksempelvis renrum eller andre steder hvor man gerne vil undgå berøring og kontakt.

Læs også: Lavtsvævende tysk automation

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Vil det være teoretisk muligt måske at opskallere denne teknologi til også at kunne flytte og håndtere større genstande, og kan man forestille sig lyd som drivmiddel til f.eks. køre og fartøjer?

Umiddelbart synes der at kunne åbne sig helt nye muligheder her.

  • 1
  • 0

Teknologien har været kendt længe men har nogle begrænsninger ift akustisk bølgelængde, emners størrelse og masse mm. Det nyskabende her er, at man benytter teknologien i forbindelse med en robotarm.

  • 3
  • 0

......der hedder sugekopper, der i udstrakt grad anvendes til at håndtere nypressede selv meget små hårdmetals emner, lige efter der er blevet pulverpressede, til at stille dem i system på grafitplader, inden de skal sintres i sinterovnene (hvilket forøvrigt sker i en atmosfære der kun består af ren Brint)

Jeg mener/ tror forøvrigt at swatch ure er robotsamlede. ( swiss- watch= swatch)

  • 1
  • 4
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten