Sven Tauchmann, David Bitterolf, Tobias Hamann, Stephan Hansen | Inventores del año | Innovación abierta
Los robots son los polifacéticos de la fabricación moderna, hasta que encuentran acero macizo o rutas de fresado complejas. Ahí es cuando comienza el gran temblor. Porque lo que ofrecen los robots industriales estándar en flexibilidad es que carecen de rigidez. Precisamente aquí es donde entra en juego un desarrollo conjunto de Siemens y el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados (IFAM) de Stade: una novedosa propulsión híbrida que, literalmente, da a los robots nueva potencia, sin sacrificar la precisión. El desarrollo le ha valido a Stephan Hansen y Tobias Hamann del Fraunhofer IFAM y a Sven Tauchmann y David Bitterolf de Siemens el premio al Inventor del Año de este año en la categoría de «Innovación abierta». David Bitterolf explica una idea a sus coinventores
El concepto se basa en la combinación de dos tipos de propulsión fundamentalmente diferentes: los accionamientos directos funcionan con gran precisión y velocidad, pero se volverían demasiado pesados y caros si se utilizaran como único sistema de propulsión. Los discos indirectos son robustos y potentes, pero menos sensibles. Al combinar de forma inteligente ambos sistemas en una sola transmisión, un propulsión híbrida se creó para ofrecer lo mejor de ambos. El resultado es un robot que se mantiene estable y con bajas vibraciones incluso a velocidades de avance altas, lo que se acerca a la precisión de las máquinas herramienta clásicas.
Fue la experiencia conjunta de los cuatro investigadores de la industria y la ciencia lo que hizo posible esta innovación. Mientras Hansen y Hamann proporcionaban las bases científicas y la lógica de control, Tauchmann y Bitterolf aportaron años de conocimientos industriales y de aplicaciones en robótica. Siemens y Fraunhofer llevan mucho tiempo disfrutando de una asociación de confianza, colaborando en proyectos conjuntos, algunos de los cuales reciben financiación pública. Esto permite a ambas partes unir sus recursos. «También tenemos una buena química a nivel personal, lo que crea un entorno de trabajo en el que podemos probar e implementar nuevas ideas rápidamente», explica Tauchmann.
Sven Tauchmann (Control de movimiento, seguridad y tecnología de usuario de Siemens Digital Industries)
Este invento permite a un robot trabajar tanto de forma aditiva (añadiendo material) como sustractiva (quitando material); en otras palabras, tenemos la impresión 3D y el fresado de materiales duros, como el acero, en un solo sistema. Un componente se crea capa por capa y, a continuación, se reacaba de forma experta sin necesidad de volver a sujetar o cambiar de máquina. En última instancia, el robot se convierte en una especie de navaja suiza para la fabricación; según la tarea, puede imprimir, fresar o reparar», explica David Bitterolf. Esto no solo ahorra tiempo, energía y costes, sino también espacio en la fabricación. Al mismo tiempo, los procesos se hacen más flexibles y sostenibles, un paso importante hacia sistemas de producción que ahorren recursos.
David Bitterolf (Siemens Digital Industries Motion Control, Mechatronic Support)
La innovación ha abandonado la fase de investigación hace tiempo y ya se está probando en proyectos piloto iniciales con socios industriales. El objetivo principal es demostrar que los robots con el nuevo accionamiento pueden seguir las rutas de forma fiable incluso en las exigentes tareas de mecanizado. Esto abre un nuevo potencial para las pequeñas y medianas empresas: a través de células de fabricación más compactas y eficientes, se pueden repensar los procesos o se puede desbloquear un potencial de automatización sin explotar. Un ejemplo es la unificación de los procesos aditivos y sustractivos en una sola célula robótica.
Stephan Hansen (Fraunhofer IFAM Stade, ingeniería de automatización y producción)
«Los problemas reales de los clientes son la mejor inspiración para nuevas ideas», afirma Bitterolf. Para Tauchmann, el espíritu de equipo es crucial. «Si se coordina bien en el campo, marca los mejores goles». Lo que Hansen valora en particular es la combinación de investigar y fomentar el talento joven: «Ser mentora de jóvenes colegas durante varios años y ver resultados juntos es increíblemente motivador». Y para Hamann, el premio cumple un sueño de infancia: «Inventor no es una profesión a la que pueda postularse. Es un atributo que puede ganarse y llevar con orgullo», explica.
Tobias Hamann (Fraunhofer IFAM Stade, ingeniería de automatización y producción)
La nueva arquitectura de propulsión abre posibilidades innovadoras en el control de ejes de los robots. Los socios están trabajando actualmente para optimizar el algoritmo y analizar cómo se puede transferir el principio híbrido a otras clases de máquinas. El objetivo es una nueva generación de robots industriales que combinen la máxima precisión de trayectoria con la precisión, la versatilidad y la sostenibilidad en los procesos de fresado y aplicación, un ejemplo de cómo la estrecha cooperación entre la investigación y la industria está ampliando los límites tecnológicos.
Robot en acción
Las actividades de investigación del Fraunhofer IFAM
Encontrará más información sobre el producto «Run MyRobot /Direct Control» (incluido un formulario de contacto)
Sven Tauchmann, David Bitterolf, Tobias Hamann, Stephan Hansen | Inventores del año | Innovación abierta