Algemeen
siliconen spieren voor triltransporteur
Professor Stefan Seelecke (links) en ingenieur Steffen Hau demonstreren de nieuwe transporttechniek aan de hand van een model (foto: Oliver Dietze).

Onderzoekers van kunstmatige spieren aan de Universität des Saarlandes hebben een nieuwe transporttechniek ontwikkeld, die maar weinig energie verbruikt. Het systeem past zich naar gelang grootte, gewicht en gewenste snelheid individueel aan aan de te transporteren producten. De siliconen spieren kunnen stortgoed van allerlei aard transporteren, zoals levensmiddelen of metalen onderdelen.

De onderzoekers hebben uit zogeheten elektro-actieve polymeren een onderdeel ontwikkeld, dat ze op afstanden onder de transportbaan monteren. Door snelle contracties zorgen ze voor verplaatsing, variërend van hoge micro-worpen tot trillingsarm glijden. De spieren zijn tegelijkertijd sensoren en kunnen het gewicht van de te transporteren voorwerpen herkennen.

Transportsysteem

Om een grote hoeveelheid kleine dingen (tabletten, schroeven, elektrische componenten, snoepjes) in een productielijn van A naar B te verplaatsen, worden triltransporteurs of trilgoten gebruikt. De gangbare transportsystemen ofwel gooien het product voorwaarts door de onbalans van een roterende motor ofwel ze maken gebruik van de traagheid van het stortgoed doordat ze het in trilbewegingen voorwaarts schuiven. Deze systemen trillen tot nu toe op dezelfde manier en kunnen niet flexibel worden aangepast aan de te transporteren producten.

Dat geldt niet voor de nieuwe transporttechnologie, die een team onderzoekers onder leiding van prof. Stefan Seelecke aan de Lehrstuhl für intelligente Materialsysteme aan de Universität des Saarlandes en het Zentrum für Mechatronik und Automatisierungstechnik heeft ontwikkeld. Hun transportsysteem past zich individueel aan aan grootte, gewicht en bijzonderheden van de te verplaatsen producten. Het kan zowel voorzichtig als sneller transporteren.

Siliconen spieren

De onderzoekers in Saarbrücken zijn specialisten op het gebied van kunstmatige spieren, die ze uit verschillende materialen ontwikkelen voor toepassing in technische systemen als robots en machines. In dit geval kozen ze voor siliconen, een elastisch vervormbare kunststof die ze er met behulp van een elektrische spanning toe brengen om als een spier samen te trekken.

De onderzoekers drukken op een siliconenfolie aan beide zijden een elektrisch geleidende laag. Daardoor kunnen ze een elektrische spanning op de folie aanleggen. Het gaat om een zogeheten elektro-actief polymeer of, specifieker, om een di-elektrisch elastomeer. Als de onderzoekers de elektrische spanning veranderen, roepen ze elektrostatische aantrekkingskrachten op zodat de folie wordt samengedrukt en naar boven toe uitrekt.

Drie van dergelijke silicium spieren worden met elkaar gecombineerd tot één onderdeel, dat op afstanden onder een transportbaan uit glad roestvast staal wordt gemonteerd. Ze genereren in een productielijn bij 1800 V een duidelijk hogere slag en daarmee meer worpafstand op dan de momenteel gangbare transportsystemen. Het frequentiebereik en de trillingsfrequentie zijn groter. Bovendien hebben deze onderdelen een lage massa, zijn ze goedkoop te produceren en vragen ze weinig energie.

Aansturing

De onderzoekers kunnen hun silicium spieren doelgericht aansturen en de frequentie en trillingen willekeurig veranderen. Van hoogfrequent trillen tot en met krachtige stoten met grote slag en grote versnelling kunnen ze hun transporteurs aanpassen aan het gewicht en grootte van het respectievelijke stortgoed. Zo kan hetzelfde transportsysteem direct na elkaar de meest uiteenlopende dingen transporteren zonder dat ombouwen van het transportsysteem nodig zou zijn. Ook moet het transportsysteem zelf herkennen wat er op ligt en zich daar op aanpassen.

In de regelaar kunnen de bewegingsverlopen nauwkeurig worden berekend en geprogrammeerd. De onderzoekers kunnen aan de vervormingen van de folie exacte meetwaarden voor de elektrische capaciteit toekennen. Aan de hand van de meetwaarde kennen ze dus op elk tijdstip exact de mechanische verplaatsing. Daardoor heeft het onderdeel sensorische eigenschappen.

De wetenschappers kunnen het systeem nauwkeurig aansturen door de elektrische spanning te veranderen. De onderzoekers gebruiken de meetwaarden om in het systeem een dwarsbeweging te integreren die het gewicht van het te transporteren product bepaalt. De bedoeling is dat het transportsysteem zijn aanstuursignalen zelf flexibel aanpast aan hetgeen het verplaatst.

De onderzoekers tonen een model van hun trillingstransporteur op de Hannover Messe (hal 2, stand B 46) en zoeken partners om hun methoden verder te ontwikkelen naar praktische toepassing.

Onderstand vind u een filmpje over de triltransporteur.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven