DE102014205988A1

DE102014205988A1 - Shape adapting gripping system

Info

Publication number: DE102014205988A1
Application number: DE102014205988.7A
Authority: DE
Inventors: Anna Vernickel; Magdalena Völker
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-10-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein formadaptives Greifsystem (1), aufweisend eine flexibel ausgebildete Folie (2) und ein flexibel verformbares Gebilde (10), wobei die Folie (2) eine erste, dem Gebilde (10) zugewandte Oberfläche (3) zur Anlage an das verformbare Gebilde (10) und eine zweite, dem Gebilde (10) abgewandte Oberfläche (4) zur zumindest teilweisen Anlage an ein Werkstück (20) aufweist, wobei die Folie (2) und das Gebilde (10) ferner derart miteinander wirkverbunden sind, dass bei einer Veränderung der Form des Gebildes (10) sich die Folie (2) im Kontaktbereich zum Gebilde (10) der Form des Gebildes (10) anpasst und dass die zweite Oberfläche (4) zur Ausbildung von Van-der-Waals-Kräften mikrostrukturiert ausgebildet ist.The present invention relates to a formadaptive gripping system (1), comprising a flexibly formed film (2) and a flexibly deformable structure (10), wherein the film (2) abuts a first surface (3) facing the structure (10) the deformable structure (10) and a second surface (4) facing away from the structure (10) for at least partial contact with a workpiece (20), wherein the film (2) and the structure (10) are also operatively connected with each other, that in a change in the shape of the structure (10), the film (2) in the contact area to the structure (10) of the shape of the structure (10) adapts and that the second surface (4) for the formation of Van der Waals forces is formed microstructured.

Description

Die Erfindung betrifft ein formadaptierendes Greifsystem zum Greifen von Werkstücken.The invention relates to a formadaptierendes gripping system for gripping workpieces.

Heutzutage ist es bekannt Folien mit einer Mikrostrukturierung, sogenannte Gecko-Folien, einzusetzen, um über die zwischen strukturierter Folio und Werkstück entstehenden Van-der-Waals-Kräfte Werkstücke mit glatten und rutschigen Oberflächen sehr energieeffizient, flexibel und völlig rückstandsfrei zu greifen und zu halten. Die Haftkraft wird dabei von mehreren Faktoren stark beeinflusst: Zum einen spielt die Oberflächenbeschaffenheit des kontaktierten Werkstücks eine große Rolle; je glatter die Oberfläche des Werkstücks, desto besser ist die Haftwirkung der Folie. Zum anderen ist die Kontaktfläche und gleichmäßige Kraftverteilung zwischen Folie und Werkstück entscheidend.Nowadays it is known to use films with a microstructuring, so-called gecko films, in order to grasp and hold workpieces with smooth and slippery surfaces very energy-efficiently, flexibly and completely residue-free by means of the van der Waals forces that arise between structured folio and workpiece , The adhesive force is strongly influenced by several factors: On the one hand, the surface condition of the contacted workpiece plays a major role; the smoother the surface of the workpiece, the better the adhesive effect of the film. On the other hand, the contact surface and even force distribution between film and workpiece is crucial.

Das bedeutet, eine wichtige Rolle für die Haftung ist, wie groß die effektive Kontaktfläche zwischen Gecko-Folie und kontaktiertem Werkstück ist und wie gleichmäßig die Kraft über die Fläche aufgebracht wird. Für die Praxis bedeutet das, dass die Oberfläche des Werkstücks und das Gegenstück, auf dem die Gecko-Folie klebt, gleichförmig, insbesondere parallel, sein müssen. Dies kann aber oft nicht ausreichend gewährleistet werden, da die Werkstücke und die Gegenstücke, an denen die mikrostrukturierte Folie angebracht ist, oft nicht exakt die gleiche Form aufweisen.This means that an important factor for the adhesion is the size of the effective contact area between the gecko foil and the contacted workpiece and how evenly the force is applied over the surface. In practice, this means that the surface of the workpiece and the counterpart on which the gecko film adheres must be uniform, in particular parallel. However, this can often not be sufficiently ensured because the workpieces and the counterparts to which the microstructured film is attached often do not have exactly the same shape.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile beim Greifen und Anheben von Werkstücken mittels mikrostrukturierten Folien zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein formadaptierendes Greifsystem zur Verfügung zu stellen, welches ein sicheres Greifen und Anheben von Werkstücken unterschiedlichster Form mittels einer mikrostrukturierten Folie ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to remedy the disadvantages described above when gripping and lifting workpieces by means of microstructured films at least partially. In particular, it is the object of the present invention to provide a formadaptierendes gripping system available, which allows a secure gripping and lifting of workpieces of various shapes by means of a microstructured film.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes formadaptierendes Greifsystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The above object is achieved by an inventive formadaptierendes gripping system according to the features of claim 1. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings.

Das heißt, die Aufgabe der Erfindung wird durch ein formadaptierendes Greifsystem, aufweisend eine flexibel ausgebildete Folie und ein flexibel verformbares Gebilde, gelöst. Die flexibel ausgebildete Folie weist zur Anlage an das flexibel verformbare Gebilde eine erste Oberfläche auf, die dem Gebilde zugewandt ist. Ferner weist die Folie zur zumindest teilweisen Anlage an ein Werkstück eine zweite Oberfläche auf, die dem Gebilde abgewandt ist. Die Folie und das Gebilde sind ferner derart miteinander wirkverbunden, dass bei einer Veränderung der Form des Gebildes sich die Folie im Kontaktbereich zum Gebilde der Form des Gebildes anpasst und dass die zweite Oberfläche zur Ausbildung von Van-der-Waals-Kräften mikrostrukturiert ausgebildet ist.That is, the object of the invention is achieved by a shape-adaptive gripping system, comprising a flexibly formed film and a flexibly deformable structure. The flexibly formed film has to bear on the flexible deformable structure on a first surface, which faces the structure. Further, the film for at least partially abutment on a workpiece on a second surface facing away from the structure. The film and the structure are also operatively connected to one another in such a way that when the shape of the structure changes, the film in the contact area adjusts to the shape of the structure and the second surface is microstructured to form van der Waals forces.

Flexibel verformbares Gebilde bedeutet, dass das Gebilde verschiedene Formen beziehungsweise äußere Gestaltungen einnehmen kann und diese veränderbar sind. Das bedeutet, das Gebilde kann seine Form verändern, indem Druck von außen auf das Gebilde ausgeübt wird. Durch die Verformbarkeit des Gebildes kann sich dieses bei Anlage an ein Werkstück der Form der Oberfläche des Werkstücks anpassen. Dadurch, dass die Folie ebenfalls flexibel ausgebildet und mit dem Gebilde wirkverbunden ist, kann sich bei Anlage des formadaptierenden Greifsystems an ein Werkstück das Greifsystem, d. h. das flexibel verformbare Gebilde zusammen mit der flexibel ausgebildeten Folie, an die jeweilige Form des Werkstücks exakt anpassen. Hierdurch können nicht nur Werkstücke mit ebenen Oberflächen, sondern auch Werkstücke mit unebenen Oberflächen, beispielsweise nach außen oder nach innen gewölbte Oberflächen, durch das formadaptierende Greifsystem gegriffen und angehoben werden. Durch die Flexibilität sowohl der Folie als auch des Gebildes kann das formadaptierende Greifsystem sich der Oberfläche eines Werkstücks exakt anpassen, wenn das Greifsystem unter Ausübung einer Druckkraft an die Oberfläche des Werkstücks angedrückt wird. Die Folio kann beispielsweise aus Silikon ausgebildet sein. Die Folie weist vorzugsweise ferner eine geringere Dicke auf. Beispielsweise kann die Folie zwischen 0,2 mm und 1 mm dick sein.Flexibly deformable structure means that the structure can take on different forms or external designs and these are changeable. This means that the structure can change its shape by exerting external pressure on the structure. Due to the deformability of the structure, this can adapt to the shape of the surface of the workpiece when abutting against a workpiece. Due to the fact that the film is likewise designed to be flexible and to be operatively connected to the structure, the gripping system, that is to say the workpiece-adapting gripping system, can be attached to a workpiece. H. the flexibly deformable structure together with the flexibly formed film to exactly adapt to the particular shape of the workpiece. As a result, not only workpieces with flat surfaces, but also workpieces with uneven surfaces, for example outwardly or inwardly curved surfaces, can be gripped and lifted by the shape-adapting gripping system. Due to the flexibility of both the film and the structure, the shape-adapting gripping system can accurately conform to the surface of a workpiece as the gripping system is pressed against the surface of the workpiece by applying a compressive force. The folio may be formed of silicone, for example. The film preferably further has a smaller thickness. For example, the film may be between 0.2 mm and 1 mm thick.

Um die Parallelität von Werkstückoberfläche und mikrostrukturierter Folie sicherzustellen, ist an der flexibel ausgebildeten Folie ein flexibel verformbares Gebilde angeordnet. Der bei der Kontaktierung eines Werkstücks aufgewendete Druck auf das formadaptierende Greifsystem führt dazu, dass sich das Gebilde und die Folie optimal an die Form des Werkstücks anpassen, wodurch die Kontaktfläche zwischen dem Werkstück und der Folie maximiert wird. Damit kann eine sehr gute, zuverlässige Haftung des Werkstücks an der Folie und damit an dem Greifsystem realisiert werden. Die Haftung wird durch die mikrostrukturiert ausgebildete zweite Oberfläche der Folie erreicht. Insbesondere weist diese zweite Oberfläche zur Ausbildung von Van-der-Waals-Kräften mikroskopisch kleine Haftelemente auf.In order to ensure the parallelism of workpiece surface and microstructured film, a flexibly deformable structure is arranged on the flexibly formed film. The pressure exerted on the form-adapting gripping system when contacting a workpiece results in the structure and the film optimally adapting to the shape of the workpiece, whereby the contact surface between the workpiece and the film is maximized. Thus, a very good, reliable adhesion of the workpiece to the film and thus to the gripping system can be realized. The adhesion is achieved by the microstructured second surface of the film. In particular, this second surface has microscopic adhesive elements to form van der Waals forces.

Die Kombination aus mikrostrukturierter Folie und flexibel verformbarem Gebilde ermöglicht das Kontaktieren von Werkstücken mit Unebenheiten auf der Oberfläche sowie den Ausgleich von kleinen Abweichungen von der Parallelität, beispielsweise ein leichte Verkippung in Maschinen. Die Oberfläche des Greifsystems mit der „Gecko-Folie” kann sich an das Werkstück anpassen. So kann eine kraftseitig gleichmäßig beaufschlagte Haftfläche und damit verbunden eine gute Haftkraft garantiert werden. Da das Gebilde flexibel verformbar ist, ist der Vorgang wiederholbar, das heißt das Greifsystem ermöglicht nacheinander das Greifen unterschiedlicher Werkstücke. Auch Werkstücke mit leicht unterschiedlicher Geometrie können auf diese Weise von einem einzigen formadaptierenden Greifsystem kontaktiert werden.The combination of microstructured film and flexibly deformable structure makes it possible to contact workpieces with unevenness on the surface and to compensate for small deviations from parallelism, for example slight tilting in machines. The surface of the Gripping system with the "Gecko foil" can adapt to the workpiece. Thus, a force side uniformly applied adhesive surface and associated good adhesion can be guaranteed. Since the structure is flexibly deformable, the process is repeatable, that is, the gripping system allows sequential gripping different workpieces. Also workpieces with slightly different geometry can be contacted in this way by a single formadaptierenden gripping system.

Auch ist das Lösen der Verbindung zwischen dem formadaptierenden Greifsystem und einem gegriffenen Werkstück möglich, da über die Wirkverbundenheit der Folie und dem Gebilde auch Zugkräfte übertragen werden können.Also, the release of the connection between the formadaptierenden gripping system and a gripped workpiece is possible because of the operability of the film and the structure and tensile forces can be transmitted.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem formadaptierenden Greifsystem vorgesehen sein, dass das Gebilde Knetmasse aufweist, insbesondere vollständig aus einer knetartigen Masse ausgebildet ist. Dadurch ist gewährleistet, dass das Gebilde flexibel verformbar ist.According to a preferred further development of the invention, it may be provided in the case of a shape-adapting gripping system that the structure comprises plasticine, in particular is formed completely from a kneading-like mass. This ensures that the structure is flexible deformable.

Das Gebilde des formadaptierenden Greifsystems ist vorzugsweise nicht-aushärtend ausgebildet. Besonders bevorzugt ist ein formadaptierendes Greifsystem, bei dem das Gebilde, insbesondere die Knetmasse, Wachs aufweist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Knetmasse und damit das Gebilde nicht aushärten. Alternativ oder zusätzlich zu Wachs kann die Knetmasse auch Kartoffelstärke oder Kaolin aufweisen.The structure of the shape-adapting gripping system is preferably non-hardening. Particularly preferred is a formadaptierendes gripping system, in which the structure, in particular the plasticine, wax. This ensures that the putty and thus the structure does not harden. Alternatively or in addition to wax, the play dough may also have potato starch or kaolin.

Besonders bevorzugt kann bei einem formadaptierenden Greifsystem vorgesehen sein, dass zur Befestigung der Folie an dem Gebilde an der ersten Oberfläche der Folie und/oder an zumindest Teilbereichen der Mantelfläche des Gebildes ein Kleber angeordnet ist. Durch den Kleber ist sichergestellt, dass die Folie dauerhaft fest an dem Gebilde gehalten ist. Der Kleber unterstützt die Flexibilität der Folie und des Gebildes. Im Sinne der Erfindung ist ein Kleber bzw. Klebstoff definiert als Werkstoff, der Fügeteile durch Flächenhaftung und innere Festigkeit verbinden kann. Der Kleber kann beispielsweise ein physikalisch anbindender Klebstoff oder ein chemisch härtender Klebstoff, wie Polymerisationsklebstoff, Polykondensationsklebstoff oder Polyadditionsklebstoff, sein.Particularly preferably, in the case of a shape-adapting gripping system it can be provided that an adhesive is arranged for attaching the film to the structure on the first surface of the film and / or on at least partial areas of the lateral surface of the structure. The adhesive ensures that the film is permanently held firmly on the structure. The adhesive supports the flexibility of the film and the structure. For the purposes of the invention, an adhesive or adhesive is defined as a material that can connect parts by surface adhesion and internal strength. The adhesive may be, for example, a physically tacky adhesive or a chemically curing adhesive such as a polymerization adhesive, polycondensation adhesive or polyaddition adhesive.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann bei einem formadaptierenden Greifsystem vorgesehen sein, dass der Kleber eine Klebefolie, insbesondere eine beidseitige Klebefolie, ist. Durch eine Klebefolie ist sichergestellt, dass die Klebewirkung zu dem Gebilde beziehungsweise zu der mikrostrukturierten Folie überall gleich groß ist; die zu übertragenden Kräfte müssen dabei größer als die zwischen mikrostrukturierter Folie und Werkstück sein.According to a preferred embodiment of the invention may be provided in a formadaptierenden gripping system that the adhesive is an adhesive film, in particular a double-sided adhesive film. An adhesive film ensures that the adhesive effect to the structure or to the microstructured film is the same everywhere; the forces to be transmitted must be greater than that between the microstructured film and the workpiece.

Ferner ist bei einem formadaptierenden Greifsystem vorteilhafterweise vorgesehen, dass die mikrostrukturierte Oberfläche der Folie zwischen 15.000 und 35.000 Haltelemente pro cm², insbesondere zwischen 25.000 und 35.000 Haltelemente pro cm², aufweist. Eine derartige mikrostrukturierte Folie haftet sehr gut auf allen glatten und ebenen Oberflächen, auch wenn diese nass, fettig oder seifig sind.Furthermore, it is advantageously provided in a shape-adapting gripper system that the microstructured surface of the film has between 15,000 and 35,000 holding elements per cm ² , in particular between 25,000 and 35,000 holding elements per cm ² . Such a microstructured film adheres very well to all smooth and even surfaces, even if they are wet, greasy or soapy.

Ein weiterer Vorteil des formadaptierenden Greifsystems ist, dass dieses von dem Werkstück rückstandsfrei ablösbar ist. Ferner funktioniert das Greifen mittels des formadaptierenden Greifsystems auch im Vakuum.Another advantage of the shape-adapting gripping system is that it can be detached from the workpiece without residue. Furthermore, the gripping by means of the formadaptierenden gripping system also works in a vacuum.

Ferner kann bei einem formadaptierenden Greifsystem vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass zum Greifen des Greifsystems eine Greifeinrichtung an dem Gebilde angeordnet ist. So kann beispielsweise an der Seite des Gebildes, an der keine Folie angeordnet ist, eine Greifeinrichtung an dem Gebilde angeordnet sein. Vorzugsweise ist das formadaptierende Greifsystem durch die Greifeinrichtung als Stempel ausgebildet.Furthermore, in the case of a shape-adapting gripping system, provision can advantageously be made for a gripping device to be arranged on the structure for gripping the gripping system. For example, on the side of the structure on which no foil is arranged, a gripping device can be arranged on the structure. Preferably, the shape-adapting gripping system is formed by the gripping device as a stamp.

Die mikrostrukturierte Folie ist ferner insbesondere abwaschbar, wodurch gleich bleibende Bedingungen geschaffen werden können. Besonders bevorzugt ist die zweite Oberfläche der Folie selbstreinigend ausgebildet.The microstructured film is also particularly washable, whereby uniform conditions can be created. Particularly preferably, the second surface of the film is self-cleaning.

Dank den Van der Waals-Kräften gibt es eine elektrostatische Interaktion, die eine intermolekulare Anziehung ähnlich eines Magneten bewirkt, so dass mittels des formadaptierenden Greifsystems Werkstücke hochgehoben werden können. Das Greifen bzw. Anheben durch das formadaptierende Greifsystem funktioniert auf allen ebenen und aufgrund der Flexibilität des Greifsystems auch auf unebenen, glatten Oberflächen, wie Glas, lackiertem Metall, Marmor, Keramik, Kunststoff und sogar auf der Haut.Thanks to the Van der Waals forces, there is an electrostatic interaction that causes an intermolecular attraction similar to a magnet, so that workpieces can be lifted by means of the shape-adapting gripping system. The gripping or lifting by the shape-adaptive gripping system works on all levels and due to the flexibility of the gripping system on uneven, smooth surfaces, such as glass, painted metal, marble, ceramic, plastic and even on the skin.

Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Es zeigen jeweils schematisch:The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing figures. Each show schematically:

1 eine Seitenansicht auf ein formadaptierendes Greifsystem und ein Werkstück, 1 a side view of a formadaptierendes gripping system and a workpiece,

2 eine Seitenansicht auf das formadaptierende Greifsystem und das Werkstück gemäß 1 im Greifzustand, 2 a side view of the formadaptierende gripping system and the workpiece according to 1 in the gripping state,

3 eine Seitenansicht auf die Folie des formadaptierenden Greifsystems gemäß 1, 3 a side view of the film of the formadaptierenden gripping system according to 1 .

4 eine Seitenansicht auf ein weiteres formadaptierendes Greifsystem und ein als Kugel ausgebildetes Werkstück, 4 a side view of another formadaptierendes gripping system and designed as a ball workpiece,

5 eine Seitenansicht auf das formadaptierende Greifsystem und das Werkstück gemäß 4 im Greifzustand, 5 a side view of the formadaptierende gripping system and the workpiece according to 4 in the gripping state,

6 eine Seitenansicht auf ein drittes formadaptierendes Greifsystem vor dem Ankleben der Folie an das flexible Gebilde, 6 a side view of a third formadaptierendes gripping system before the film adheres to the flexible structure,

7 eine Seitenansicht auf das formadaptierende Greifsystem gemäß 6 nach dem Ankleben der Folie an dem flexiblen Gebilde. 7 a side view of the shape-adaptive gripping system according to 6 after adhering the film to the flexible structure.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 7 mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the 1 to 7 provided with the same reference numerals.

In 1 ist schematisch in einer Seitenansicht ein formadaptierendes Greifsystem 1 und ein Werkstück 20, welches durch das formadaptierende Greifsystem 1 gegriffen werden soll, dargestellt. Das formadaptierende Greifsystem 1 weist ein flexibel verformbares Gebilde 10 sowie eine mit einem Bereich des Gebildes 10 wirkverbundene flexibel ausgebildete, mikrostrukturierte Folie 2 auf. Das heißt, die Folie 2 ist derart mit dem Gebilde 10 wirkverbunden, dass bei einer Veränderung der Form des Gebildes 10 sich die Folie 2 im Kontaktbereich zum Gebilde 10 der Form des Gebildes 10 anpasst. Das formadaptierende Greifsystem 1 ermöglicht ein sicheres Greifen und Anheben des Werkstücks 20 mittels der mikrostrukturierten Folie 2. Dabei kann die Form des Werkstücks 20, insbesondere die Oberfläche des Werkstücks 20, auch uneben, beispielsweise gewölbt, sein. 2 zeigt schematisch das formadaptierende Greifsystem 1 und das Werkstück 20 gemäß 1 im Greifzustand, das heißt, in dem Zustand, in welchem das Werkstück 20 durch das formadaptierende Greifsystem 1 angehoben werden kann. Das Greifen bzw. Anheben des Werkstücks 20 wird durch die zweite Oberfläche 4 der Folie 2 ermöglicht, da diese zur Ausbildung von Van-der-Waals-Kräften mikrostrukturiert ausgebildet ist.In 1 is a schematic side view of a formadaptierendes gripping system 1 and a workpiece 20 , which by the formadaptierende gripping system 1 is to be gripped. The form-adapting gripping system 1 has a flexible deformable structure 10 and one with an area of the structure 10 Actively connected, flexibly formed, microstructured film 2 on. That is, the film 2 is so with the structure 10 Actively connected, that when changing the shape of the structure 10 the film 2 in the contact area to the structure 10 the shape of the structure 10 adapts. The form-adapting gripping system 1 allows a secure gripping and lifting of the workpiece 20 by means of the microstructured film 2 , In doing so, the shape of the workpiece 20 , in particular the surface of the workpiece 20 , even uneven, for example, curved, be. 2 schematically shows the shape-adaptive gripping system 1 and the workpiece 20 according to 1 in the gripping state, that is, in the state in which the workpiece 20 through the shape-adaptive gripping system 1 can be raised. The gripping or lifting of the workpiece 20 gets through the second surface 4 the foil 2 allows, as this is microstructured to form Van der Waals forces microstructured.

Durch die Verformbarkeit des Gebildes 10 kann sich das Gebilde 10 bei Anlage an das Werkstück 20 der Form der Oberfläche des Werkstücks 20 anpassen. Sowohl die Folie 2 als auch das Gebilde 10 sind flexibel ausgebildet. Dabei ist die Folie 2 mit dem Gebilde 10 wirkverbunden, so dass sich bei Anlage des formadaptierenden Greifsystems 1 an das Werkstück 20 das flexibel verformbare Gebilde 10 zusammen mit der flexibel ausgebildeten Folie 2 an die Oberfläche des Werkstücks 20 exakt anpassen kann.Due to the deformability of the structure 10 can the structure 10 in contact with the workpiece 20 the shape of the surface of the workpiece 20 to adjust. Both the foil 2 as well as the structure 10 are flexible. Here is the slide 2 with the structure 10 operatively connected, so that when plant of the formadaptierenden gripping system 1 to the workpiece 20 the flexibly deformable structure 10 together with the flexibly formed film 2 to the surface of the workpiece 20 can adjust exactly.

In 3 ist in einer Seitenansicht nur die Folie 2 des formadaptierenden Greifsystems 1 gemäß 1 dargestellt. Die zweite Oberfläche 4 der Folie 2 ist derart ausgebildet, dass diese zur Ausbildung von Van-der-Waals-Kräften mikroskopisch kleine Haftelemente 6 aufweist, siehe 6. Nach dem Andrücken des formadaptierenden Greifsystems 1 an das Werkstück 20, haftet dieses aufgrund der Van-der-Waals-Kräfte an der zweiten Oberfläche 4 der Folie 2 an dem formadaptierenden Greifsystem 1. Das heißt, die Folie 2 weist eine erste, dem Gebilde 10 zugewandte Oberfläche 3 zur Anlage an das verformbare Gebilde 10 und eine zweite, dem Gebilde 10 abgewandte Oberfläche 4 zur zumindest teilweisen Anlage an das Werkstück 20 auf.In 3 is in a side view only the slide 2 the shape-adapting gripping system 1 according to 1 shown. The second surface 4 the foil 2 is designed such that it to form van der Waals forces microscopically small adhesive elements 6 see, see 6 , After pressing the form-adapting gripping system 1 to the workpiece 20 , This is liable due to the van der Waals forces on the second surface 4 the foil 2 on the shape-adapting gripping system 1 , That is, the film 2 has a first, the structure 10 facing surface 3 for engagement with the deformable structure 10 and a second, the structure 10 remote surface 4 for at least partial contact with the workpiece 20 on.

In 4 und 5 ist schematisch jeweils in einer Seitenansicht ein weiteres formadaptierendes Greifsystem 1 und ein als Kugel ausgebildetes Werkstück 20 gezeigt. Das Werkstück 20 weist keine ebene Oberfläche auf. 4 zeigt das formadaptierende Greifsystem 1 vor dem Greifen des Werkstücks 20 durch das formadaptierende Greifsystem 1. 5 zeigt das formadaptierende Greifsystem 1 und das Werkstück 20 im Greifzustand, in welchem das Werkstück 20 durch das formadaptierende Greifsystem 1 aufgrund der von der Folie 2 ausgeübten Van-der-Waals-Kräfte angehoben werden kann. In 5 ist deutlich erkennbar, wie sowohl das Gebilde 10 als auch die mit dem Gebilde 10 wirkverbundene Folie 2 flexibel verformt wurden, und sich der Kontur der Oberfläche des Werkstücks 20 angepasst haben.In 4 and 5 is schematically in each case a side view of another formadaptierendes gripping system 1 and a workpiece formed as a ball 20 shown. The workpiece 20 does not have a flat surface. 4 shows the form-adapting gripping system 1 before gripping the workpiece 20 through the shape-adaptive gripping system 1 , 5 shows the form-adapting gripping system 1 and the workpiece 20 in the gripping state, in which the workpiece 20 through the shape-adaptive gripping system 1 because of the film 2 exerted Van der Waals forces can be raised. In 5 is clearly recognizable as both the entity 10 as well as the one with the structure 10 Actively connected foil 2 were flexibly deformed, and the contour of the surface of the workpiece 20 have adjusted.

In 6 ist schematisch eine Ansicht auf die zweite Oberfläche 4 einer Folie 2 eines formadaptierenden Greifsystems 1 dargestellt. Die zweite Oberfläche 4 weist zur Ausbildung von Van-der-Waals-Kräften eine Vielzahl mikroskopisch kleiner Haltelemente 6 auf. Insbesondere weist die zweite Oberfläche 4 der Folio 2 zwischen 15.000 und 35.000 Haltelemente 6 pro cm², insbesondere zwischen 25.000 und 35.000 Haltelemente 6 pro cm², auf. Hierdurch haftet die mikrostrukturierte Folie 2 sehr gut auf allen glatten und ebenen oder unebenen Oberflächen, auch wenn diese nass, fettig oder seifig sind. Die Van-der-Waals-Kräfte der mikroskopisch kleinen Haltelemente 6 sorgen für eine elektrostatische Interaktion, die eine intermolekulare Anziehung ähnlich eines Magneten bewirkt, so dass mittels des formadaptierenden Greifsystems 1 unterschiedlich ausgebildete Werkstücke 20 hochgehoben werden können.In 6 is a schematic view of the second surface 4 a slide 2 a shape-adaptive gripping system 1 shown. The second surface 4 has a variety of microscopic holding elements to form Van der Waals forces 6 on. In particular, the second surface 4 the folio 2 between 15,000 and 35,000 holding elements 6 per cm ² , in particular between 25,000 and 35,000 holding elements 6 per cm ² , up. As a result, the microstructured film adheres 2 very good on all smooth and even or uneven surfaces, even if they are wet, greasy or soapy. The van der Waals forces of the microscopically small holding elements 6 provide an electrostatic interaction that causes an intermolecular attraction similar to a magnet, so that by means of the shape-adaptive gripping system 1 differently formed workpieces 20 can be lifted.

In 7 ist schematisch in einer Seitenansicht ein drittes formadaptierendes Greifsystem 1 vor dem Ankleben der Folie 2 an das flexible Gebilde 10 dargestellt. 8 zeigt schematisch das formadaptierende Greifsystem 1 gemäß 7 nach dem Ankleben der Folie 2 an das flexible Gebilde 10. Zur Befestigung der Folie 2 an das Gebilde 10 wird zwischen der ersten Oberfläche 3 der Folie 2 und Teilbereichen der Mantelfläche des Gebildes 10 ein Kleber 5, hier in Form einer Klebefolie, angeordnet. Nachdem Andrücken der Folie 2 an das Gebilde 10 ist die Folie 2 aufgrund des Klebers 5 fest mit einem Teilbereich des Gebildes 10 verbunden. Dadurch, dass sowohl die Folie 2 als auch das Gebilde 10 flexibel verformbar ausgebildet sind, ist sichergestellt, dass auch das formadaptierende Greifsystem 1 flexibel ist.In 7 schematically is a side view of a third formadaptierendes gripping system 1 before sticking the foil 2 to the flexible structure 10 shown. 8th schematically shows the shape-adaptive gripping system 1 according to 7 after sticking the film 2 to the flexible structure 10 , For fixing the foil 2 to the structure 10 will be between the first surface 3 the foil 2 and partial areas of the lateral surface of the structure 10 a glue 5 , here in the form of an adhesive film arranged. After pressing the film 2 to the structure 10 is the foil 2 due to the glue 5 firmly with a portion of the structure 10 connected. By doing both the slide 2 as well as the structure 10 are formed flexible deformable, it is ensured that the formadaptierende gripping system 1 is flexible.

Die in den 1, 2, 4, 5, 7 und 8 dargestellten Gebilde 10 des formadaptierenden Greifsystems 1 sind nicht-aushärtend ausgebildet. Die Gebilde 10 weisen Knetmasse auf, können sogar vollständig aus Knetmasse ausgebildet sein. Durch Zugabe von Wachs zu der Knetmasse bleiben die Gebilde 10 besonders flexibel und härten nicht aus.The in the 1 . 2 . 4 . 5 . 7 and 8th represented structures 10 the shape-adapting gripping system 1 are non-hardening. The structures 10 have putty on, can even be formed entirely of plasticine. By adding wax to the play dough, the structures remain 10 particularly flexible and do not harden.

Das formadaptierende Greifsystem 1 gemäß 8 weist zusätzliche eine Greifeinrichtung 11 zum Greifen des Greifsystems 1 auf. Die Greifeinrichtung 11 ist dabei an der Seite des Gebildes 10 angeordnet, an der keine Folie 2 angeordnet ist.The form-adapting gripping system 1 according to 8th additionally has a gripping device 11 for gripping the gripping system 1 on. The gripping device 11 is at the side of the structure 10 arranged at the no foil 2 is arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: formadaptierendes Greifsystemshape-adaptive gripping system
22: flexibel ausgebildete Folieflexible film
33: erste Oberflächefirst surface
44: zweite Oberflächesecond surface
55: Kleber/KlebefolieAdhesive / adhesive film
66: Haltelementeretaining elements
1010: flexibel verformbares Gebildeflexibly deformable structure
1111: Greifeinrichtunggripper
2020: Werkstückworkpiece

Claims

Shape adapting gripping system ( 1 ), comprising a flexibly formed film ( 2 ) and a flexibly deformable structure ( 10 ), the film ( 2 ) a first, the structure ( 10 ) facing surface ( 3 ) for engagement with the deformable structure ( 10 ) and a second, the structure ( 10 ) facing away from the surface ( 4 ) for at least partial contact with a workpiece ( 20 ), wherein the film ( 2 ) and the structure ( 10 ) are also operatively connected to one another in such a way that when the shape of the structure ( 10 ) the film ( 2 ) in the contact area to the structure ( 10 ) the shape of the structure ( 10 ) and that the second surface ( 4 ) is microstructured to form van der Waals forces.

Shape adapting gripping system ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the structure ( 10 ) Has plasticine.

Shape adapting gripping system ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the structure ( 10 ) is non-hardening.

Shape adapting gripping system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the structure, in particular the plasticine, wax.

Shape adapting gripping system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that for fixing the film ( 2 ) on the structure ( 10 ) on the first surface ( 3 ) of the film ( 2 ) and / or on at least partial areas of the lateral surface of the structure ( 10 ) an adhesive ( 5 ) is arranged.

Shape adapting gripping system ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the adhesive ( 5 ) is an adhesive film, in particular a double-sided adhesive film.

Shape adapting gripping system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that for gripping the gripping system ( 1 ) a gripping device ( 11 ) on the structure ( 10 ) is arranged.

Shape adapting gripping system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second surface ( 4 ) of the film ( 2 ) is self-cleaning.

Shape adapting gripping system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shape-adapting gripping system ( 1 ) is designed as a stamp.