In der Logistik finden zunehmend Bestrebungen statt, die manuelle Kommissionierung durch robotergestützte Greifsysteme mit kamerabasierter Bilderkennung zu ersetzen. Die manuelle Kommissionierung gilt als schwer automatisierbar, da die Erfahrung und Spontanität sowie die hohe Geschicklichkeit des Menschen beim Greifen der Artikel mit den vorhandenen Systemen nur unvollkommen substituierbar sind. In einem Automatisierungsszenario für die Kommissionierung wird einem geeigneten Greifsystem somit eine elementare Rolle zugesprochen. Es wird somit ein universelles, preiswertes und für kollaborative Tätigkeiten geeignetes Greifsystem benötigt.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeptionierung, Konstruktion und Vermessung eines derartigen Greifer-Prototypen, welcher sich zu bisherigen konstruktiven Vorschlägen markant abgrenzt. Dazu wird unter Hinzuziehung biologischer Vorbilder ein modulares Greiferkonzept hergeleitet, welches geringstmögliche Anforderungen an die zu handhabenden Artikel stellt. Dabei werden die Untersuchungen am Beispiel eines umfassenden Drogerieartikel-Sortiments durchgeführt.
Zudem werden Systemkomponenten entworfen, die das elastische und damit schonende Handhaben der Greifartikel unterstützen. Die einzelnen Baugruppen sind einfach zu wechseln und lassen sich somit bedarfsgerecht anpassen. Für den Antrieb des Greifsystems wird ein neuartiger Biegeaktor entworfen, fertigungstechnisch umgesetzt und in den Greiferprototypen integriert.
Zur Inbetriebnahme des Greifers wird eine Vermessung und Modellierung des Aktors vorgenommen, die als Grundlage für die Synthese eines Reglers dient. Mit einer abschließenden Überprüfung des Leistungsvermögens des Greiferprototypen in der Laborumgebung schließt diese Ausarbeitung.


In the area of logistics, increasing efforts are being made to replace manual order picking with robotsupported gripper systems with camera-based image recognition. Manual order picking is considered to be difficult to automate, since the experience and spontaneity as well as the high skill of the person handling the articles with the existing systems are only incompletely substitutable. In an automation scenario for order picking, a suitable gripper system is thus assigned an elementary role. This means that a universal, inexpensive gripper system suitable for collaborative activities is required.

The present work deals with the conception, design and measurement of such a gripper prototype, which differs markedly from previous constructive proposals. For this purpose, a modular gripper concept is derived using biological models, which places the lowest possible demands on the articles to be handled. The investigations are carried out using the example of a comprehensive range of drugstore articles.

In addition, system components are designed to support the elastic and thus gentle handling of the gripper articles. The individual modules are easy to change and can therefore be adapted as required. For the drive of the gripper system, a new type of bending actuator is designed, implemented in the production technology and integrated into the gripper prototype.

The measurement and modelling of the actuator is used to commission the gripper, which serves as the basis for the synthesis of a controller. The final evaluation of the performance of the gripper prototype in the laboratory environment concludes this work.

Schlagwörter: Softrobotik; biologisch-inspirierter Greifer; MRK; Bionik; Greiftechnik; elastischer Aktor; automatisierte Kommissionierung

Berichte aus dem Institut für Konstruktions- und Fertigungstechnik