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Erfinder des Jahres 2025

Roboter werden zu Präzisionswerkzeugen

Die diesjährigen Preisträger in der Kategorie Open Innovation haben einen Hybridantrieb entwickelt, der die Flexibilität von Industrierobotern mit der Präzision von Werkzeugmaschinen vereint.

Hybridantriebe machen Roboter zu Präzisionswerkzeugen

Roboter sind die Alleskönner der modernen Fertigung – bis sie auf massiven Stahl oder komplexe Fräsbahnen treffen. Dann beginnt das große Zittern. Denn was Standard-Industrieroboter an Flexibilität mitbringen, fehlt ihnen an Steifigkeit. Genau an diesem Punkt setzt eine gemeinsame Entwicklung des Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Stade und Siemens an: ein neuartiger Hybridantrieb, der Robotern buchstäblich neue Kraft verleiht – ohne dass sie dabei an Präzision verlieren.

Für diese Entwicklung werden Stephan Hansen und Tobias Hamann vom Fraunhofer IFAM sowie Sven Tauchmann und David Bitterolf von Siemens mit dem diesjährigen „Inventor of the Year Award“ in der Kategorie „Open Innovation“ ausgezeichnet.


Vier Köpfe, eine Innovation

Lernen Sie das Team hinter der neuartigen Hybridantriebstechnologie für Roboter kennen.

Inventors of the Year 2025 - Sven Tauchmann

Sven Tauchmann

Siemens Digital Industries Motion Control, Safety & User Technology

Inventors of the Year 2025 - David Bitterolf

David Bitterolf

Siemens Digital Industries Motion Control, Mechatronic Support

Inventors of the Year 2025 - Stephan Hansen

Stephan Hansen

Fraunhofer IFAM Stade, Automatisierung und Produktionstechnik

Inventors of the Year 2025 - Tobias Hamann

Tobias Hamann

Fraunhofer IFAM Stade, Automatisierung und Produktionstechnik

Wenn zwei sich ergänzen, gewinnt die Präzision

Das Konzept basiert auf der Kombination zweier grundsätzlich unterschiedlicher Antriebsarten: Direktantriebe arbeiten hochpräzise und schnell, würden aber zu schwer und zu teuer werden, wenn sie als einziges Antriebssystem eingesetzt werden. Getriebeantriebe sind robust und leistungsstark, aber weniger feinfühlig. Durch die intelligente Kombination beider Systeme in einem Antriebsstrang entsteht ein Hybridantrieb, der die Stärken beider vereint.

Das Ergebnis ist ein Roboter, der selbst bei hohen Vorschüben vibrationsarm und stabil bleibt – und damit die Präzision klassischer Werkzeugmaschinen erreicht.

Vier Köpfe, eine Idee

Erst die gemeinsame Expertise der vier Forscher aus Industrie und Wissenschaft ermöglichte diese Innovation. Während Hansen und Hamann die wissenschaftlichen Grundlagen und die Regelungslogik beisteuerten, brachten Tauchmann und Bitterolf langjähriges Industrie- und Anwendungswissen in der Robotik ein. Siemens und Fraunhofer IFAM arbeiten bereits seit vielen Jahren vertrauensvoll in gemeinsamen, teils öffentlich geförderten Projekten zusammen. Das hat den Vorteil, dass beide Seiten Wissen, Zeit und Infrastruktur bündeln können. „Weil es auch menschlich gut passt, entsteht ein Arbeitsklima, in dem neue Ideen schnell ausprobiert und umgesetzt werden können“, führt Tauchmann aus.

A team of engineers is working on a robot with hybrid drives, turning it into a precision tool.

David Bitterolf erläutert seinen Miterfindern eine neue Idee.

Letztlich wird der Roboter zu einer Art Schweizer Taschenmesser der Fertigung – je nach Aufgabe kann er drucken, fräsen oder reparieren.
David Bitterolf, Mechatronic Support, Siemens Digital Industries Motion Control

Additiv trifft subtraktiv – zwei Verfahren, ein Roboter

„Mit dieser Erfindung kann ein Roboter nun sowohl additiv (Material aufbauend) als auch subtraktiv (Material abtragend) arbeiten – also 3D-Drucken und Fräsen in einem System. Ein Bauteil entsteht Schicht für Schicht und wird anschließend, ohne Umspannen oder Maschinenwechsel, präzise nachbearbeitet. Am Ende wird der Roboter zu einer Art Schweizer Taschenmesser der Fertigung – je nach Aufgabe kann er drucken, fräsen oder reparieren“, erklärt David Bitterolf.

Das spart nicht nur Zeit, Energie und Kosten, sondern auch Platz in der Fertigungshalle. Gleichzeitig werden Prozesse flexibler und nachhaltiger – ein wichtiger Schritt hin zu ressourcenschonenden Produktionssystemen.

Vom Labor in die Anwendung

Die Innovation hat die Forschungsebene längst verlassen und wird bereits in ersten Pilotprojekten mit Industriepartnern erprobt. Dabei geht es vor allem darum zu zeigen, dass Roboter mit dem neuen Antrieb auch bei anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben zuverlässige Bahnen fahren. Dadurch eröffnet sich für kleine und mittelständische Unternehmen neues Potenzial – durch kompaktere, effizientere Fertigungszellen, die additive und subtraktive Verfahren vereinen.

Inventors of the year 2025 portrait

Was die Entwickler antreibt

„Echte Probleme vom Kunden sind die beste Anregung für neue Ideen“, sagt Bitterolf. Für Tauchmann ist der Teamgeist entscheidend. „Wenn man sich auf dem Spielfeld gut abstimmt, fallen die besten Tore.“

Hansen schätzt besonders die Verbindung von Forschung und Nachwuchsförderung: „Junge Kolleginnen und Kollegen über mehrere Jahre zu begleiten und gemeinsam Ergebnisse zu erreichen, ist unglaublich motivierend“. Und für Hamann erfüllt sich mit dem Preis ein Kindheitstraum: „Erfinder ist kein Beruf, auf den man sich bewerben kann. Es ist ein Attribut, das man sich erarbeitet und mit Stolz tragen darf“, erläutert er.

Erfinder ist kein Beruf, auf den man sich bewerben kann. Es ist ein Attribut, das man sich verdienen und mit Stolz tragen darf.
Tobias Hamann, Automatisierung und Produktionstechnik, Fraunhofer IFAM Stade

Der Blick nach vorn

Die neue Antriebsarchitektur eröffnet wegweisende Möglichkeiten in der Roboterachssteuerung. Aktuell arbeiten die Partner an der Optimierung des Algorithmus und prüfen, wie sich das Hybridprinzip auf andere Maschinenklassen übertragen lässt. Ziel ist eine neue Generation von Industrierobotern, die bei Fräs- und Auftragsprozessen höchste Bahngenauigkeit mit Präzision, Vielseitigkeit, Effizienz und Nachhaltigkeit vereint – ein Beispiel dafür, wie enge Kooperation zwischen Forschung und Industrie technologische Grenzen verschiebt.

Roboter in Action

Der SINUMERIK Machine Tool Robot (MTR) ist der präziseste Bearbeitungsroboter der Welt. Der MTR verbindet ein revolutionäres Antriebskonzept mit fortschrittlicher SINUMERIK-Bewegungssteuerung und ermöglicht es, Werkzeugmaschinen und Roboter über eine einzige Schnittstelle zu bedienen.

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