SupraTube und SupraGripper von Festo Schwebendes Greifen dank Supraleiter-Technik

Beim SupraGripper schweben zwei Greifer mit je drei Fingern frei über zwei halbmondförmigen Platten.
Beim SupraGripper schweben zwei Greifer mit je drei Fingern frei über zwei halbmondförmigen Platten.

Supraleiter ermöglichen einen schwebenden und berührungslosen Transport - staub- und abriebsfrei. Das erleichtert den Umgang mit Objekten, die in sehr reinen Umgebungen verarbeitet werden müssen. Auf der SPS IPC Drives präsentiert Festo dazu 2 Anwendungskonzepte: Den SupraTube und den SupraGripper.

Supraleiter »frieren« unterhalb einer bestimmten Temperatur das Feld eines Permanentmagneten in einem definierten Abstand ein und lassen ihn schweben. Der so entstehende Luftspalt bleibt stabil. Auf diese Weise lassen sich Objekte ganz ohne Regelungstechnik berührungslos lagern und mit wenig Energieaufwand bewegen. Neben klassischen Automatisierungsfeldern wie dem schwebenden energiearmen Transport von Werkstücken in einer Fertigung kann Automatisierung mit Supraleitern in Bereiche vordringen, die bislang als nicht oder nur sehr schwer automatisierbar galten. So sind beispielsweise eine Handhabung von Objekten durch Wände hindurch oder eine berührungslose Übergabe über Systemgrenzen hinweg möglich.

Beim SupraGripper von Festo schweben zwei Greifer mit je drei Fingern frei über zwei halbmondförmigen Platten. Damit könnten Objekte durch eine Abtrennung hindurch oder in geschlossenen Räumen gegriffen und transportiert werden, was sich besonders für Reinräume anbietet oder für die Arbeit in Gasen, Vakuum oder in Flüssigkeiten.

Der Schwebeeffekt wird durch insgesamt drei Kryostate erzielt, die unterhalb der Platten verbaut sind und sich nach oben und unten fahren lassen. Dadurch schweben die Greifer entweder über den Platten oder werden auf ihnen abgelegt. Zusätzlich können die beiden Platten mithilfe von zwei Drehantrieben rotiert und gezielt positioniert werden, so dass sich die beiden Greifer von einem Kryostaten zum nächsten transportieren lassen.

Auf den Kryostaten sitzen elektrische Spulen. Um ein Objekt zu greifen, geben sie einen Impuls ab, der Bedarf die gespeicherte Verbindung zu den magnetischen Greifer-Elementen löst oder wiederherstellt. Durch den Impuls klappen die einzelnen Fingerelemente nach unten oder oben, wodurch sich die Greifer öffnen oder schließen.

Der SupraTube ermöglicht die Rotation in einem geschlossenen Rohr. Er besteht aus einer Glasröhre, an deren Enden außen jeweils ein Rundkryostat mit Supraleitern angebracht ist. Innerhalb der senkrecht stehenden und mit einer Flüssigkeit gefüllten Röhre befindet sich ein Magnetpuck. Er ist auf beide Kryostate mit einem Schwebeabstand von etwa 5 mm gepinnt. Ein Magnetring um die Kryostate wird mit Hilfe eines Schrittmotors in eine Drehbewegung versetzt, die er auf den schwebenden Magneten überträgt. Er wird mit einem elektrischen Impuls vom Kryostat abgestoßen und treibt in einer Kreiselbewegung abwärts. Am unteren Ende wird er von dem Supraleiter im anderen Kryostat wieder eingefangen und zentriert. In der Röhre kann also eine Bewegung ohne Durchgriff von außen gesteuert werden.

Mit einem etwas abgewandelten Aufbau könnten Antriebe mit einer Supraleiter-Magnetkopplung entlang der Längsachse des Rohrs verbaut werden, die ein Reinigungsgerät völlig kontaktfrei hindurchziehen.