Roboter – sichere Helfer des Menschen

Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

Leichtbaumanipulator für flexible Aufgaben

© Fraunhofer IFF

ALEXA – An Advanced Lightweight Robot Arm for Flexible and Mobile Applications

Im 2012 beendeten ALEXA-Projekt wurden die Möglichkeiten eines transportablen Leichtbau-Roboterarms für flexible und ortsungebundene Aufgaben experimentell untersucht. Der ALEXA-Roboterarm ist hauptsächlich mit Komponenten aus dem modularen Roboter-Baukasten robolink der Firma igus® aufgebaut, was ihn extrem leicht macht.

Erreicht wird die geringe Masse des Roboterarms durch den konsequenten Einsatz von robolink-Gelenken, die komplett aus stabilen und leichten Kunststoff gefertigt sind. Weiterhin werden die Drehachsen der robolink-Gelenke nur über antagonistische Seilzugpaare angetrieben, weshalb die Antriebe in einem separaten Modul ausgelagert wurden. Hierdurch wird die Gesamtmasse des Roboterarms zusätzlich stark reduziert.

Aufbau

Der ALEXA-Roboterarm verfügt insgesamt über fünf Gelenke, deren Antriebsseile über trennbare Bowdenzüge in das zentrale Antriebs- und Steuermodul geführt werden.  Hier werden die Seile über hochintegrierte Schwenkmodule bewegt, die relativ zu ihrer Abtriebsleistung ein sehr geringes Eigengewicht haben. Durch die besondere Gestaltung des Sockels, kann der ALEXA-Roboterarm an herkömmlichen Tischen oder Werkbänken mit wenigen Handgriffen montiert werden. Ein leichter Auf- und Abbau ist in jedem Fall möglich. Ferner erlaubt die konsequente Verwendung von Bowdenzügen eine tolerante Aufstellung der Antriebseinheit, sodass es keine besonderen Anforderungen am jeweiligen Einsatzort zu berücksichtigen gilt.

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Der ALEXA-Roboterarm mit seinen robolink-Kunststoffgelenken kann für die unterschiedlichsten Aufgaben verwendet werden.

Ausstattung

Unter Einsatz eines Multi-Kamerasystems und der Technik Visual Servoing wird die Positioniergenauigkeit des ALEXA-Roboterarms beim Greifen und Ablegen von Objekten verbessert. Weiterhin ist durch die Integration einer Objekterkennung ein intuitives und visuelles Teach-In möglich.

Die Transportierbarkeit und die einfache Inbetriebnahme des ALEXA-Roboterarms bilden den inhaltlichen Schwerpunkt des Projekts. Ferner sollen mit dem ALEXA-Roboterarm eine sichere Kinematik entwickelt werden, die für neue Anwendungen mit direkter Mensch-Roboter-Interaktion bedenkenlos gefahrenfrei eingesetzt werden kann.

Projektpartner aus der Industrie

  • igus GmbH, Köln

Die Europäische Kommission fördert das Vorhaben im Rahmen des FP7-ECHORD-Projekts. Projektlaufzeit: 1. Februar 2011 bis 30. September 2012