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Wie die Zunge eines Chamäleons: Das Werkzeug kann beinah beliebige Formen greifen und sie beim Transport durch Reibung festhalten. Christoph Straßmair von Audi demonstriert den „Flex Shape Gripper“ mit einer Autoantenne. 

Automobilindustrie

Wie Audi vom Chamäleon lernt

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Ingolstadt – Maschinen übernehmen die Arbeit von Menschen. Das ist nicht neu. Manchmal dient dafür die Natur als Vorbild. So imitiert einen neue Greiftechnologie, die Audi erprobt, ein Reptil: das Chamäleon.

Der Greifarm ist der eines kleinen Industrieroboters. Doch am Ende des Arms, wo man ein Werkzeug oder einen zangenförmigen Greifer erwarten würde, sitzt ein weicher Halbkegel, der etwas kleiner ist als eine Kaffeetasse. Auf den ersten Blick sieht keiner, wofür das gut sein soll. Doch dieses Teil könnte der Schlüssel dazu sein, industrielle Prozesse, die sich schwer automatisieren lassen, doch einer Maschine übertragen zu können. Um solche schwierigen Fälle geht es in einer unscheinbaren kleinen Fabrikhalle in Gaimersheim, einen Vorort von Ingolstadt.

Johann Hegel zeigt auf einen Behälter mit Flossenantennen fürs Auto, wie man sie zum Beispiel für den GPS-Empfang braucht. Verschiedene Lackierung, verschiedene Größen – und doch sollen sie alle in Fahrzeuge montiert werden, die über eine Fertigungslinie laufen. Übliche Greifarme wären davon überfordert, wie Hegel erklärt, der bei Audi in Ingolstadt die Entwicklung für Fertigungsassistenzsysteme leitet. Der Greifarm brächte die Antennen gar nicht aus der Schachtel, weil sie zu eng gepackt sind. Und dann müsste er die unterschiedlichen Größen erkennen und greifen können. Viel zu kompliziert. Jetzt kommt der Halbkegel ins Spiel und Christoph Straßmair, Hegels Spezialist für flexibles Greifen.

Über einen Laptop setzt der Informatiker den Roboterarm in Bewegung. Die weiche Konstruktion schmiegt sich immer weiter um die Antenne. Jeder Beobachter erwartet, dass sie wieder in ihre Ausgangsform zurückkehrt, sobald sich der Arm hebt. Tut sie aber nicht. Sie behält ihre Form, hebt so die Antenne an und legt sie an einer anderen Stelle wieder ab.

Mit Haftreibung erklärt Straßmair, was da geschieht – ergänzt durch einen leichten Unterdruck, ähnlich wie bei einem Saugnapf. Das Geheimnis steckt im Inneren des Kegels: Es ist eine hydraulische Steuerung, die nachgibt, sobald sich die Form um die Antenne schmiegt, die dann aber den Rückfluss und die Rückverformung stoppt, sodass die Antenne gehalten wird. Beim Ablegen ist es umgekehrt.

Das Ganze hat nicht Audi selbst entwickelt, sondern der Esslinger Automatisierungsspezialist Festo. Und der wiederum hat es von einem Reptil abgeschaut – dem Chamäleon. Dessen Zunge schnellt blitzschnell hervor, sobald das Tier ein nahrhaftes Insekt entdeckt und zieht sich ebenso blitzschnell zurück. Die Nahrung verschwindet im Maul.

Man muss den Vorgang in Zeitlupe betrachten, um es zu verstehen. Denn beim Vorschnellen schmiegt sich der Rand der Zunge immer mehr um die Beute, gibt sie aber beim Zurückziehen nicht mehr frei. Damit ist ihr Schicksal besiegelt.

Festo hatte die Idee. Demonstriert hat das Unternehmen die Funktion ihres „Flex Shape Grippers“ mit Kugeln, die im Automobilbau praktisch nicht vorkommen. Mit Audi wird die Funktion nun auf ihre Eignung in der Praxis getestet und für Teile optimiert, die man in Phasen des Autobaus tatsächlich braucht.

Sechskantschrauben, die zum Schraubwerkzeug bewegt und solange gedreht werden, bis sie passen, bringt der Flex Shape Gripper sicher und genau zum geplanten Ziel. Auch lackierte Streben oder kleine Flossenantennen werden so befördert. Und auch mehrere Zierleisten mit unterschiedlichen und vor allem empfindlichen Oberflächen transportiert der Arm so, dass sie dabei keinerlei Schaden nehmen. Mit zweien dieser Werkzeuge kann man sie möglicherweise sogar an der lackierten Karosserie befestigen. Doch das ist noch Zukunftsmusik.

Zunächst geht es darum, die geniale Idee eines Werkzeugmaschinenbauers an die praktischen Anforderungen der Autoproduktion anzupassen. Das können weder Audi noch Festo allein – deshalb die Kooperation. Beide Seiten werden monate- oder jahrelang eng zusammenarbeiten. Dabei dringen auch beide tief in die ansonsten streng gehüteten Produktions- und Entwicklungsgeheimnisse des anderen ein, die deshalb durch strikte Geheimhaltungsabkommen geschützt werden.

Die notwendigerweise enge Zusammenarbeiten zwischen Roboter- und Autobauern war auch ein Grund dafür, warum so viele Automobilmanager die Übernahme des Augsburger Roboterspezialisten Kuka durch ein chinesisches Unternehmen mit tiefen Sorgenfalten betrachtet hatten. Denn die Gefahr eines ungewollten Technologieabflusses ist nicht von der Hand zu weisen.

In Ingolstadt ist noch viel zu tun, bis die Chamäleon-Technik tatsächlich zum Einsatz kommt. Dabei ist auch klar, dass menschliche Arbeit durch Maschinen ersetzt werden wird. Der erforderliche massive Entwicklungsaufwand und die dafür notwendigen Ideen sprechen aber dafür, dass kreative Entwickler noch lange nicht fürchten müssen, dass sie von Automaten ersetzt werden können.

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