Роботите стават прецизни инструменти

Роботите са универсалните елементи на съвременното производство — докато не срещнат твърда стомана или сложни фрезови пътеки. Тогава започва големият тремор. Защото това, което стандартните индустриални роботи предлагат в гъвкавост, им липсва твърдост. Именно тук идва съвместната разработка на Siemens и Института за производствени технологии и усъвършенствани материали на Fraunhofer (IFAM) в Stade: ново хибридно задвижване, което буквално дава на роботите нова мощност - без да жертва прецизността. Разработката спечели Стефан Хансен и Тобиас Хаман от Fraunhofer IFAM и Свен Таухман и Дейвид Битеролф от Siemens тазгодишната награда „Изобретател на годината“ в категорията „Отворени иновации“. Дейвид Битеролф обяснява идея на своите съизобретатели

Съвместната работа е победа за прецизност

Концепцията се основава на комбинирането на два фундаментално различни типа задвижване: директните задвижвания работят с висока точност и скорост, но биха станали твърде тежки и твърде скъпи, ако се използват като единствена задвижваща система. Индиректните задвижвания са здрави и мощни, но по-малко чувствителни. Чрез интелигентното комбиниране на двете системи в един задвижващ механизъм, хибридно задвижване е създаден, който предлага най-доброто от двете. Резултатът е робот, който остава стабилен и с ниски вибрации дори при високи скорости на подаване - по този начин се доближава до точността на класическите металорежещи машини.

Четири ума, една идея

Съвместният опит на четиримата изследователи от индустрията и науката направи тази иновация възможна. Докато Хансен и Хаман предоставят научните основи и контролната логика, Таухман и Битеролф допринесоха с години индустриални и приложни познания в роботиката. Siemens и Fraunhofer отдавна се радват на доверително партньорство, като си сътрудничат по съвместни проекти, някои от които са публично финансирани. Това позволява на двете страни да обединят ресурсите си. „Имаме и добра химия на лично ниво, създавайки работна среда, в която можем да изпробваме и реализираме нови идеи бързо“, обяснява Таухман.

Свен Таухман (Siemens Digital Industries контрол на движението, безопасност и потребителска технология)

Когато добавката се среща със субтрактивен — два процеса, един робот

Това изобретение позволява на робота да работи както адитивно (добавяне на материал), така и субтраактивно (премахване на материал) - с други думи, имаме 3D печат и фрезоване на твърди материали като стомана в рамките на една система. Компонентът се създава слой по слой и след това експертно се преработва, без да е необходимо повторно затягане или смяна на машини. В крайна сметка роботът се превръща в своеобразен швейцарски армейски нож за производство - в зависимост от задачата може да отпечатва, смила или ремонтира „, обяснява Дейвид Битеролф. Това не само спестява време, енергия и разходи, но и пространство в производството. В същото време процесите стават по-гъвкави и устойчиви — важна стъпка към ресурсно ефективни производствени системи.

Дейвид Битеролф (Контрол на движението на Siemens Digital Industries, Mechatronic Support)

От лаборатория до приложение

Иновацията отдавна е напуснала етапа на изследване и вече се тества в първоначални пилотни проекти с промишлени партньори. Основната цел е да се демонстрира, че роботите с новото задвижване могат надеждно да следват пътеки дори при взискателни задачи за обработка. Това отваря нов потенциал за малките и средните предприятия - чрез по-компактни, по-ефективни производствени клетки процесите могат да бъдат преосмислени или неизползван потенциал за автоматизация да бъде отключен. Един пример е обединяването на адитивни и субтрактивни процеси в една роботизирана клетка.

Стефан Хансен (Fraunhofer IFAM Stade, Автоматизация и производствено инженерство)

Какво движи разработчиците

„Проблемите с клиентите в реалния живот са най-доброто вдъхновение за нови идеи“, казва Битеролф. За Таухман екипният дух е от решаващо значение. „Ако координирате добре на терена, вкарвате най-добрите голове.“ Това, което Хансен цени по-специално, е комбинацията от провеждане на изследвания и подхранване на млади таланти: „Менторството на млади колеги в продължение на няколко години и съвместното виждане на резултати е невероятно мотивиращо.“ А за Хаман наградата изпълнява детска мечта: „Изобретателят не е професия, за която можете да кандидатствате. Това е атрибут, който можете да спечелите и да носите с гордост „, обяснява той.

Тобиас Хаман (Fraunhofer IFAM Stade, Автоматизация и производствено инженерство)

Гледайки напред

Новата архитектура на задвижването отваря новаторски възможности в управлението на оста на роботите. В момента партньорите работят по оптимизиране на алгоритъма и проучване как хибридният принцип може да бъде прехвърлен в други класове машини. Целта е ново поколение индустриални роботи, които съчетават максимална точност на пътя с прецизност, гъвкавост и устойчивост в процесите на фрезоване и приложение — пример за това колко тясното сътрудничество между научните изследвания и индустрията измества технологичните граници.

Робот в действие

Изследователски дейности на Фраунхофер IFAM

Допълнителна информация за продукта 'Run MyRobot /Direct Control' (включително форма за контакт) можете да намерите