DE102015107394A1

DE102015107394A1 - Effektor, Vorrichtung und Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen

Info

Publication number: DE102015107394A1
Application number: DE102015107394.3A
Authority: DE
Inventors: Clemens Schmidt-Eisenlohr; Marian Körber
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2015-05-12
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2035-05-13
Also published as: DE102015107394B4

Abstract

Effektor (100) zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, der Effektor (100) aufweisend ein Basismodul (102), mehrere relativ zum Basismodul (102) kontrolliert verlagerbare Wirkmodule (108) und Betätigungsmodule zum kontrollierten Verlagern der Wirkmodule (108), bei dem die Betätigungsmodule jeweils passiv adaptiv sind, Vorrichtung zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, die Vorrichtung aufweisend einen Manipulator, insbesondere einen Industrieroboter, und einen derartigen Effektor (100), und Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, wobei eine derartige Vorrichtung verwendet wird und die Wirkmodule (108) koordiniert verlagert werden, um textile Strukturen aufzunehmen, zu handhaben und/oder abzulegen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Effektor zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, der Effektor aufweisend ein Basismodul, mehrere relativ zum Basismodul kontrolliert verlagerbare Wirkmodule und Betätigungsmodule zum kontrollierten Verlagern der Wirkmodule. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen.
Aus der DE 10 2013 202 571 A1 ist ein Endeffektor bekannt für einen Manipulator, aufweisend mehrere Wirkmodule zum Zusammenwirken mit Werkstücken und mehrere Aktuatormodule zum Bewegen der Wirkmodule, bei dem die Wirkmodule mithilfe der Aktuatormodule jeweils in sechs kartesischen Freiheitsgraden relativ zueinander bewegbar sind.
Aus der DE 10 2013 208 778 A1 ist eine Einrichtung bekannt zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen mit zwei winklig verkreuzten Fasersystemen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, wobei die Einrichtung eine Gitterstruktur mit einem ersten Stabsystem mit ersten parallelen Stäben und einem zweiten Stabsystem mit zweiten parallelen Stäben aufweist, wobei das erste Stabsystem und das zweite Stabsystem zueinander winklig verkreuzt angeordnet und rhombusartig oder parallelogrammartig verschiebbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Effektor baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte Vorrichtung baulich und/oder funktional zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Insbesondere soll eine Variabilität erhöht werden. Insbesondere soll eine anwendungsspezifisch eingeschränkte Auslegung vermieden werden. Insbesondere soll eine Kollisionsgefahr reduziert werden. Insbesondere soll ein Kollisionsschutz verbessert oder ermöglicht werden. Insbesondere soll ein Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen unterschiedlicher textiler Strukturen verbessert oder ermöglicht werden. Insbesondere soll ein räumliches Umformen ebener textiler Strukturen verbessert oder ermöglicht werden. Insbesondere soll ein unterschiedliches Umformen unterschiedlicher textiler Strukturen verbessert oder ermöglicht werden. Insbesondere sollen funktionsbeeinträchtigende Beschädigungen vermieden werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Effektor zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, der Effektor aufweisend ein Basismodul, mehrere relativ zum Basismodul kontrolliert verlagerbare Wirkmodule und Betätigungsmodule zum kontrollierten Verlagern der Wirkmodule, bei dem die Betätigungsmodule jeweils passiv adaptiv sind.
Der Effektor kann zur Anordnung an einem Manipulator, insbesondere an einem Industrieroboter, dienen. Der Effektor kann einen Anschlussflansch zur Verbindung mit dem Manipulator aufweisen. Der Effektor kann einen elektrischen Anschluss aufweisen. Der Effektor kann als Endeffektor dienen. Der Effektor kann zum Drapieren von textilen Strukturen an eine Oberfläche eines Formwerkzeugs dienen.
Die textilen Strukturen können flächig sein. Die textilen Strukturen können biegeschlaff sein. Die textilen Strukturen können Konfektionsteile sein. Die textilen Strukturen können Zuschnitte sein. Die textilen Strukturen können Gewebe, Gewirke, Gestricke, Geflechte, Nähgewirke oder Tapes sein. Die textilen Strukturen können organische Fasern, wie Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Polyester-Fasern, Nylon-Fasern, Polyethylen-Fasern, Plexiglas-Fasern, und/oder anorganische Fasern, wie Basaltfasern, Borfasern, Glasfasern, Keramikfasern, Kieselsäurefasern, aufweisen. Die Fasern können Filamente aufweisen. Die Filamente können zu Rovings zusammengefasst sein. Die textilen Strukturen können Faserhalbzeuge sein. Die textilen Strukturen können trockene Faserhalbzeuge sein.
Die textilen Strukturen können zur Einbettung in einer Matrixkomponente dienen. Die Matrixkomponente kann eine thermoplastische Matrix aufweisen. Die Matrixkomponente kann Polyetheretherketon (PEEK), Polyphenylensulfid (PPS), Polysulfon (PSU), Polyetherimid (PEI) und/oder Polytetrafluorethen (PTFE) aufweisen. Die Matrixkomponente kann eine duroplastische Matrix aufweisen. Die Matrixkomponente kann Epoxidharz (EP), ungesättigtes Polyesterharz (UP), Vinylesterharz (VE), Phenol-Formaldehydharz (PF), Diallylphthalatharz (DAP), Methacrylatharz (MMA), Polyurethan (PUR) und/oder Aminoharze, wie Melaminharz (MF/MP) oder Harnstoffharz (UF), aufweisen. Die Matrixkomponente kann Benzoxaine aufweisen.
Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Laminierverfahren hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Harzinjektionsverfahren hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Vakuum-Infusionsverfahren hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können in einem Spritzpressverfahren, auch Resin Transfer Moulding (RTM), hergestellt werden. Die Faserverbundwerkstoff-Bauteile können Fahrzeugbauteile sein. Das Fahrzeug kann ein Landfahrzeug, Kraftfahrzeug, Luftfahrzeug, Wasserfahrzeug oder Raumfahrzeug sein.
Das Basismodul kann stabförmige und/oder plattenförmige Bauteile aufweisen. Die Bauteile können miteinander fest verbunden sein. Die Bauteile können miteinander kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Die Bauteile können miteinander verschraubt, vernietet, verclipst und/oder verschweißt sein. Das Basismodul kann eine Anschlussseite und eine Arbeitsseite aufweisen. Die Anschlussseite kann dem Anschlussflansch zugeordnet sein. Die Arbeitsseite kann den Wirkmodulen zugeordnet sein. Das Basismodul kann eine sternartige Form aufweisen. Das Basismodul kann mehrere Auslegerabschnitte aufweisen. Das Basismodul kann drei Auslegerabschnitte aufweisen.
Die Wirkmodule können dazu dienen, mit textilen Strukturen zusammenzuwirken. Ein Wirkmodul kann ein Greifelement aufweisen. Ein Wirkmodul kann ein mechanisches Greifelement aufweisen. Ein Wirkmodul kann wenigstens eine Greifnadel aufweisen. Ein Wirkmodul kann ein Saugelement aufweisen. Ein Wirkmodul kann ein elektrostatisches Greifelement aufweisen. Ein Wirkmodul kann ein elektromagnetisches Greifelement aufweisen.
„Passiv adaptiv” kann bedeuten, dass ein Betätigungsmodul ein Verlagern eines Wirkmoduls erlaubt, wenn eine extern auf das Betätigungsmodul wirkende Kraft einen vorbestimmten Wert überschreitet. Ein passiv adaptives Verlagern eines Wirkmoduls kann unkontrolliert erfolgen. Die Betätigungsmodule können jeweils nach einer passiv adaptiven Verlagerung selbständig rückstellend sein. Die Betätigungsmodule können jeweils eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer passiv adaptiven Verlagerung aufweisen.
Die Betätigungsmodule können jeweils wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor mit einem Rotor und Statorspulen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds aufweisen. Der wenigstens eine Antriebsmotor kann ein Synchronmotor sein. Der wenigstens eine Antriebsmotor kann ein Schrittmotor sein. Der wenigstens eine Antriebsmotor kann ein Reluktanz-Schrittmotor sein. Der wenigstens eine Antriebsmotor kann ein Permanentmagnet-Schrittmotor sein. Der wenigstens eine Antriebsmotor kann ein Hybridschrittmotor sein. Der wenigstens eine Antriebsmotor kann ein Lavet-Schrittmotor sein. Der Rotor kann bei Überschreiten eines vorbestimmten externen Lastmoments verdrehbar sein. Bei Überschreiten eines vorbestimmten externen Lastmoments können Schrittverluste ermöglicht sein. Der wenigstens eine Antriebsmotor kann einen Positionsgeber, wie Inkrementalgeber oder Absolutwertgeber, aufweisen. Die Betätigungsmodule können jeweils wenigstens eine Steuereinrichtung zum Kontrollieren des wenigstens einen Antriebsmotors aufweisen. Mithilfe der Steuereinrichtung kann bei jedem Schritt ein Strom messbar sein, um eine Position des Antriebsmotors zu verfolgen.
Die Betätigungsmodule können jeweils wenigstens einen dehnbaren Seilzug aufweisen. Der wenigstens eine Seilzug kann ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweisen. Das erste Ende kann mit dem Antriebsmotor zugfest verbunden sein. Das erste Ende kann mit einem Wirkmodul oder einem Kinematikelement eines Kinematikmoduls zugfest verbunden sein. Der wenigstens eine Seilzug kann eine vorgegebene Dehnbarkeit aufweisen. Der wenigstens eine Seilzug kann elastisch dehnbar sein.
Die Wirkmodule können jeweils voneinander unabhängig verlagerbar sein. Die Wirkmodule können gemeinsam verlagerbar sein. Die Wirkmodule können jeweils aufeinander abgestimmt verlagerbar sein. Die Wirkmodule können jeweils mit einem Freiheitsgrad f ≥ 3, insbesondere mit einem Freiheitsgrad f = 6, verlagerbar sein.
Die Betätigungsmodule können jeweils ein zwischen dem Basismodul und einem Wirkmodul angeordnetes Kinematikmodul aufweisen. Ein Kinematikmodul kann mehrere Kinematikelemente aufweisen. Ein Kinematikelement kann ein Armabschnitt sein. Ein Kinematikelement kann ein Gelenk sein. Das Gelenk kann ein Schubgelenk, ein Drehgelenk, ein Kreuzgelenk oder ein Kugelgelenk sein.
Die Kinematikmodule können jeweils voneinander kinematisch unabhängig sein. Die Kinematikmodule können jeweils zueinander mit einem Freiheitsgrad f = 2 verlagerbar an dem Basismodul angeordnet sein. Die Kinematikmodule können jeweils zueinander verdrehbar und verschiebbar an dem Basismodul angeordnet sein.
Der wenigstens eine Antriebsmotor und die Steuereinrichtung unterschiedlicher Betätigungsmodule können voneinander baulich gesondert an dem Basismodul angeordnet sein. Der wenigstens eine Antriebsmotor und die Steuereinrichtung können an der Anschlussseite des Basismoduls angeordnet sein.
Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, die Vorrichtung aufweisend einen Manipulator, insbesondere einen Industrieroboter, und einen derartigen Effektor. Der Industrieroboter kann einen Manipulator aufweisen. Der Industrieroboter kann einen Anschlussflansch zur Verbindung mit dem Effektor aufweisen. Der Industrieroboter kann eine Steuereinrichtung aufweisen. Die Steuereinrichtung kann zum Kontrollieren des Effektors dienen. Die Steuereinrichtung kann zum Kontrollieren der Betätigungsmodule dienen. Die Steuereinrichtung kann zum Kontrollieren der Wirkmodule dienen. Die Vorrichtung kann eine Aufnahmefläche aufweisen, auf der textile Strukturen zum Aufnehmen ablegbar sind. Die Aufnahmefläche kann eben sein. Die Vorrichtung kann eine Ablagefläche aufweisen, auf der textile Strukturen zum Ablegen ablegbar sind. Die Ablagefläche kann eine Oberfläche eines Formwerkzeugs sein. Die Ablagefläche kann räumlich gekrümmt sein.
Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, wobei eine derartige Vorrichtung verwendet wird und die Wirkmodule koordiniert verlagert werden, um textile Strukturen aufzunehmen, zu handhaben und/oder abzulegen. Die Wirkmodule können jeweils voneinander unabhängig verlagert werden. Die Wirkmodule können gemeinsam verlagert werden. Die Wirkmodule können jeweils aufeinander abgestimmt verlagert werden.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem ein Halbzeug-Greifsystem mit sehr variabler einsetzbarer Greifkinematik in der CFK-Produktion.
Das Greifsystem (Endeffektor) kann aus einer Struktur bestehen, an der mehrere Einzelkinematiken angebracht sein können, welche jeweils als Greifpunkte verwendet werden können. Eine Ausführung der Einzelkinematiken kann folgende Eigenschaften haben: Mehrachsige Gelenkkinematiken; Greifpunkte sind variabel positionierbar und orientierbar (min. Freiheitsgrad f = 3); frei programmierbar; Gelenkkinematiken sind über Seilzüge angetrieben; räumlich getrennte Antriebe ermöglichen eine enge, kollisionsarme Kinematikkette; sind passiv adaptiv (Steilzüge mit Dehnung, Schrittmotoren rutschen bei Überlast durch), dadurch kann ein gesonderter Kollisionsschutz beim Greifen und Ablagen entfallen. Einzelgreifkinematiken können in das Gesamtgreifsystem integriert sein, wodurch eine Vielzahl an Greifabläufen und eine hohe Variabilität von Greif- und Ablagevorgänge ermöglicht werden. Eine Konfiguration der Einzelkinematik in einem Endeffektor kann folgende Möglichkeiten bieten: Kinematiken können mit einem Freiheitsgrad f = 2 (eine Drehung und eine Verschiebung) zueinander eingebaut werden; Konfiguration ermöglicht Greifen unterschiedlichster Zuschnittsgeometrien mit nur drei Greifpunkten; Konfiguration ermöglicht Umformen von 2D zu 3D mit mehreren Freiheitsgraden und wechselnden, angepassten Abläufen von Zuschnitt zu Zuschnitt; Kontakt von Greifern mit einer Oberfläche ist unproblematisch, teilweise auch gewünscht (Kraft-/Druckeinbringung), da Endeffektoren eine flexible, kinematische Struktur aufweisen können; die Greifpunkte (Einzelkinematiken) können kinematisch unabhängig voneinander sein. Somit können Greifpunkte frei gewählt und Kräfte in das zu prozessierende Material eingebracht werden.
Es kann ein 6-Achse-Seilzugroboter mit Schrittmotoren als Einzelkinematiken in einem Greifsystem verwendet werden. Damit können ein Greifen, Transportieren, Ablegen und vielfältige Handlingschritte bei einem Preforming und Vakuumaufbau von CFK Bauteilen ermöglicht werden. Ein Handling unterschiedlichster Geometrien und Größen bei flexiblen freien Umformgraden mit nur einem Greifsystem kann ermöglicht werden. Ein Verfahren der Einzelkinematiken zueinander kann ein definiertes Drapieren von Zuschnitten im Zwei- wie Dreidimensionalen ermöglichen.
Durch die Seilzüge der Einzelkinematiken kann eine Federung im Greifsystem automatisch integriert werden und weitere Lösungen zum Kollisionsschutz können entfallen. Des Weiteren kann eine Druckregelung einen definierten Anpressdruck erreichen.
Mit „kann” sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
Mit der Erfindung wird eine Variabilität erhöht. Eine anwendungsspezifisch eingeschränkte Auslegung wird vermieden. Eine Kollisionsgefahr wird reduziert. Ein Kollisionsschutz wird verbessert oder ermöglicht. Ein Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen unterschiedlicher textiler Strukturen wird verbessert oder ermöglicht. Ein räumliches Umformen ebener textiler Strukturen wird verbessert oder ermöglicht. Ein unterschiedliches Umformen unterschiedlicher textiler Strukturen wird verbessert oder ermöglicht. Funktionsbeeinträchtigende Beschädigungen werden vermieden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen schematisch und beispielhaft:
1 einen Effektor zum Aufnehmen und Drapieren von Faserhalbzeugen bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen,
2 einen Effektor beim Aufnehmen eines Faserhalbzeugs und
3 einen Effektor beim Drapieren eines Faserhalbzeugs.
1 zeigt einen Effektor 100 zum Aufnehmen und Drapieren von Faserhalbzeugen bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen.
Der Effektor 100 weist ein Basismodul 102 auf. Das Basismodul 102 ist vorliegend im Wesentlichen mithilfe stabförmiger Bauteile gebildet, die miteinander verschraubt sind. Das Basismodul 102 weist ein plattenförmiges Bauteil auf, das auch als Anschlussflansch 104 zum Anschluss an einen Manipulator eines Industrieroboters dient, um den Effektor 100 mithilfe des Industrieroboters zu bewegen. Das Basismodul 102 weist eine sternartige Form mit mehreren, vorliegend drei, Auslegerabschnitten, wie 106, auf. Das Basismodul 102 weist eine dem Anschlussflansch 104 zugeordnete Anschlussseite und eine gegenüberliegende Arbeitsseite auf.
Der Effektor 100 weist mehrere, vorliegend drei, Wirkmodule, wie 108, auf. Die Wirkmodule 108 sind jeweils relativ zu dem Basismodul 102 sowie zueinander kontrolliert bewegbar, um Faserhalbzeuge aufzunehmen und zu drapieren. Die Wirkmodule 108 weisen Greifelemente zum Greifen und Halten von Faserhalbzeugen auf.
Zur bewegbaren Anordnung der Wirkmodule 108 an dem Basismodul 102 dienen Kinematikmodule, wie 110. Die Kinematikmodule 110 weisen jeweils Armabschnitte, wie 112, und Gelenke, wie 114 auf. Die Kinematikmodule 110 sind vorliegend jeweils als Manipulatorarm mit einem Freiheitsgrad f = 6 ausgeführt. Die Kinematikmodule 110 sind jeweils mit einem Ende an der Arbeitsseite des Basismoduls 102 angeordnet. Die Wirkmodule 108 sind jeweils an einem anderen, freien Ende der Kinematikmodule 110 angeordnet. Die Kinematikmodule 110 sind an dem Basismodul 102 jeweils entlang eines jeweiligen Auslegerabschnitts 108 verschiebbar und um eine zur Verschieberichtung senkrechte Drehachse verdrehbar angeordnet.
Zum Bewegen der Kinematikmodule 110 und damit der Wirkmodule 108 sind dehnbare Seilzüge vorgesehen. Die Seilzüge sind jeweils mit einem Kinematikmodul 110, insbesondere mit einem Armabschnitte 112 oder einem Gelenk 114, verbunden. Zur Betätigung der Seilzüge sind elektrische Antriebsmotoren, wie 116, vorgesehen. Die Antriebsmotoren 116 sind vorliegend Schrittmotoren. Die Antriebsmotoren 116 weisen jeweils einen Rotor und Statorspulen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds auf. Der Rotor ist bei Überschreiten eines vorbestimmten externen Lastmoments verdrehbar. Aufgrund der dehnbaren Seilzüge und der Verdrehbarkeit des Rotor bei Überschreiten eines vorbestimmten externen Lastmoments sind die Kinematikmodule 110 auch passiv adaptiv bewegbar. Damit können Kollisionsschäden verhindert werden.
Die einem Kinematikmodul 110 und einem Wirkmodul 108 zugeordneten Antriebsmotoren 116 sind jeweils gruppiert und an dem jeweiligen Auslegerabschnitt 108 anschlussseitig angeordnet. Zum Kontrollieren einer Gruppe von Antriebsmotoren 116 und/oder eines Wirkmoduls 108 ist jeweils eine Steuereinrichtung, wie 118, vorgesehen. Die einer Gruppe von Antriebsmotoren 116 zugeordnete Steuereinrichtung 118 ist ebenfalls an dem jeweiligen Auslegerabschnitt 108 anschlussseitig angeordnet. Vorliegend sind die Steuereinrichtungen 118 anschlussseitig der Antriebsmotoren 116 angeordnet und decken diese schützend ab. Die Steuereinrichtungen 118 sind jeweils mit einer Steuereinrichtung eines Industrieroboters verbindbar. Damit können die Steuereinrichtungen 118 ihrerseits mithilfe einer Steuereinrichtung eines Industrieroboters kontrolliert werden. Die Kinematikmodule 110 und damit die Wirkmodule 108 können jeweils voneinander unabhängig, gemeinsam und/oder aufeinander abgestimmt verlagert werden.
2 zeigt den Effektor 100 beim Aufnehmen eines Faserhalbzeugs 120. Das Faserhalbzeug 120 wird vorliegend in ebenem Zustand von einer Aufnahmefläche 122 aufgenommen. 3 zeigt den Effektor 100 beim Drapieren des Faserhalbzeugs 102 an einer Ablagefläche 124. Das Faserhalbzeug 120 wird vorliegend an einer räumlich gekrümmten Oberfläche eines Formwerkzeugs drapiert.
Bezugszeichenliste

100: Effektor
102: Basismodul
104: Anschlussflansch
106: Auslegerabschnitt
108: Wirkmodul
110: Kinematikmodul
112: Armabschnitt
114: Gelenk
116: Antriebsmotor
118: Steuereinrichtung
120: Faserhalbzeugs
122: Aufnahmefläche
124: Ablagefläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013202571 A1 [0002]
DE 102013208778 A1 [0003]

Claims

Effektor (100) zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, der Effektor (100) aufweisend ein Basismodul (102), mehrere relativ zum Basismodul (102) kontrolliert verlagerbare Wirkmodule (108) und Betätigungsmodule zum kontrollierten Verlagern der Wirkmodule (108), dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmodule jeweils passiv adaptiv sind.
Effektor (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmodule jeweils wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor (116) mit einem Rotor und Statorspulen zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds aufweisen und der Rotor bei Überschreiten eines vorbestimmten externen Lastmoments verdrehbar ist.
Effektor (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmodule jeweils wenigstens einen dehnbaren Seilzug aufweisen.
Effektor (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmodule (108) jeweils voneinander unabhängig verlagerbar sind.
Effektor nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkmodule (108) jeweils mit einem Freiheitsgrad f ≥ 3, insbesondere mit einem Freiheitsgrad f = 6, verlagerbar sind.
Effektor (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmodule jeweils ein zwischen dem Basismodul (102) und einem Wirkmodul (108) angeordnetes Kinematikmodul (110) aufweisen.
Effektor (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kinematikmodule (110) jeweils voneinander kinematisch unabhängig sind.
Effektor (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kinematikmodule (110) jeweils zueinander mit einem Freiheitsgrad f = 2 verlagerbar an dem Basismodul (102) angeordnet sind.
Effektor (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmodule jeweils wenigstens einen elektrischen Antriebsmotor (116) und eine Steuereinrichtung (118) zum Kontrollieren des wenigstens einen Antriebsmotors (116) aufweisen und der wenigstens eine Antriebsmotor (116) und die Steuereinrichtung (118) unterschiedlicher Betätigungsmodule voneinander baulich gesondert an dem Basismodul (102) angeordnet sind.
Vorrichtung zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, die Vorrichtung aufweisend einen Manipulator, insbesondere einen Industrieroboter, und einen Effektor (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Aufnehmen, Handhaben und/oder Ablegen von textilen Strukturen, insbesondere bei einer Herstellung von Faserverbundwerkstoff-Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung nach Anspruch 10 verwendet wird und die Wirkmodule (108) koordiniert verlagert werden, um textile Strukturen aufzunehmen, zu handhaben und/oder abzulegen.