Seite 3: Gut im Griff

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Die aufwändigste Entwicklung an der Hardware war der Greifer: Dieser muss in der Lage sein, die Hülsen in beliebiger Lage sicher aufzunehmen – das heißt, entweder mit dem kleinen oder großen Loch oben oder in der liegenden Position. Außen kann nur gegriffen werden, wenn die Hülse liegt, ansonsten könnte der Greifer an benachbarten stehenden Hülsen aufstehen, was ein Greifen unmöglich macht.

Daher wurde entschieden, stehende Hülsen immer innen zu greifen. Über mehrere Iterationen von neuen Greifbacken konnten wir im aufwändigen, aber nötigen "Trial and Error"-Verfahren eine gute Form finden. Schlussendlich wurden die Backen dadurch aber auch relativ filigran. Es reichte erstaunlicherweise trotzdem, mit einer Druckschichtdicke von eigentlich zu großen 0,3 mm zu drucken. Aber das verwendete ABS und die richtige Ausrichtung für das Drucken mit einem UPBOX-Printer von Teartime genügte, um immer noch einen stabilen und belastbaren Greifer zu erhalten. Wir nutzen die Free-Version von Autodesk Fusion 360 für das Erstellen des CAD-Modells.

Um die Rotationsachsen möglichst kompakt zu halten, wurden die Servos so nahe wie möglich beieinander platziert. Nach anfänglichen Versuchen mit 180°-Standard Servos für eine 180°-Bewegung haben wir festgestellt, dass diese um einige Grade nicht die vollen 180° ausfahren konnten. Dies mag an der billigen China-Version gelegen haben und scheint auch bei anderen Makern immer wieder vorzukommen. Der Wechsel auf 270°-Servos und die entsprechenden Korrekturen zum Abschneiden der überflüssigen Grade im Code führten zu einem befriedigenden Ergebnis.

Eine wichtige Funktion des entwickelten Greifers ist die Möglichkeit, ein Aufsetzen des Greifers auf einem Hindernis zu erkennen. Dies wird mit einer Linearschiene, an der sich der gesamte Greifer auf und ab bewegen kann, gelöst. Sobald der Greifer aufsetzt, wird er auf der Linearschiene nach oben bewegt und betätigt einen Taster. Beim Picken wird dieser Taster an kritischen Positionen ausgelesen.

Endanschlag

Der Nutzen des Tasters wurde mir erst während des Einsatzes gewahr: Durch das geschickte Abfragen bei Aufstand an bestimmten Höhenpositionen kann man erfassen, ob der Greifer sich in einem großen oder kleinen Loch der Hülse befindet, da er weiter oben oder unten aufsteht. Cool! Leider musste die Hülse trotzdem zum Umgreifen auf die Messstation, denn das Ablegen mit Innengriff im Loch konnte nicht zuverlässig realisiert werden, auch wenn dies einige Sekunden Bonussortierzeit bedeutet hätte.

Trotz der tollen Aufstandsfunktion konnten nicht alle Situationen abgefangen werden. So kam es vor, dass beim Anlernen des Ablaufs der Greifer den Innengriff nicht löste, indem er die Backen zusammenfährt, sondern aufmachte. Das führte immer wieder zu folgenreichen Unfällen und zum Zerstören der 3D-gedruckten Greiferenden. Abhilfe schaffte eine konstruktive Anpassung, bei der die Backen nach innen wegklappen konnten. Durch Gummizüge wurden diese wieder in die Ausgangsposition zurückgebracht.