Sven Tauchmann, David Bitterolf, Tobias Hamann, Stephan Hansen | Inventores del año | Innovación abierta
Los robots son los todoactivos de la fabricación moderna, hasta que encuentran acero sólido o rutas de fresado complejas. Ahí es cuando comienza el gran temblor. Porque lo que los robots industriales estándar ofrecen en flexibilidad, carecen de rigidez. Aquí es precisamente donde entra en juego un desarrollo conjunto de Siemens y el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Fabricación y Materiales Avanzados (IFAM) en Stade: una novedosa unidad híbrida que literalmente da a los robots nueva potencia, sin sacrificar la precisión. El desarrollo le ha valido a Stephan Hansen y Tobias Hamann de Fraunhofer IFAM y Sven Tauchmann y David Bitterolf del Premio al Inventor del Año de Siemens de este año en la categoría “Innovación Abierta”. David Bitterolf explicando una idea a sus coinventores
El concepto se basa en la combinación de dos tipos fundamentalmente diferentes de unidades: las unidades directas funcionan con alta precisión y velocidad, pero serían demasiado pesadas y demasiado caras si se utilizaran como único sistema de accionamiento. Las unidades indirectas son robustas y potentes, pero menos sensibles. Al combinar inteligentemente ambos sistemas en un solo tren motriz, un unidad híbrida se crea que ofrece lo mejor de ambos. El resultado es un robot que permanece estable y con bajas vibraciones incluso a altas velocidades de alimentación, acercándose así 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 que Hansen y Hamann proporcionaron los fundamentos científicos y la lógica de control, Tauchmann y Bitterolf aportaron años de conocimiento industrial y de aplicación en robótica. Siemens y Fraunhofer han disfrutado durante mucho tiempo de una asociación de confianza, colaborando en proyectos conjuntos, algunos de los cuales son financiados con fondos públicos. Esto permite que ambas partes unan sus recursos. “También tenemos buena química a nivel personal, creando un ambiente 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)
Esta invención permite que un robot trabaje tanto de manera aditiva (agregando material) como sustractivamente (eliminando material); en otras palabras, tenemos impresión 3D y fresado de materiales duros como el acero dentro de un sistema. Un componente se crea capa por capa y luego se vuelve a terminar de manera experta sin necesidad de volver a sujetar o cambiar máquinas. En última instancia, el robot se convierte en una especie de cuchillo del ejército suizo para la fabricación; dependiendo de la tarea, puede imprimir, moler o reparar”, explica David Bitterolf. Esto no solo ahorra tiempo, energía y costos, sino también espacio en la fabricación. Al mismo tiempo, los procesos se vuelven más flexibles y sostenibles, un paso importante hacia sistemas de producción eficientes en recursos.
David Bitterolf (Control de movimiento de Siemens Digital Industries, Mechatronic Support)
La innovación ha abandonado hace mucho tiempo la etapa de investigación y ya se está probando en proyectos piloto iniciales con socios industriales. El objetivo principal es demostrar que los robots con la nueva unidad pueden seguir rutas de manera confiable incluso en tareas de mecanizado exigentes. Esto abre un nuevo potencial para las pequeñas y medianas empresas: a través de celdas de fabricación más compactas y eficientes, se pueden repensar los procesos o se puede desbloquear el potencial de automatización sin explotar. Un ejemplo es la unificación de procesos aditivos y sustractivos dentro de una sola célula robótica.
Stephan Hansen (Fraunhofer IFAM Stade, Automatización e Ingeniería de Producción)
“Los problemas de los clientes de la vida real son la mejor inspiración para nuevas ideas”, dice Bitterolf. Para Tauchmann, el espíritu de equipo es crucial. “Si coordina bien en el campo, marca los mejores goles”. Lo que Hansen valora en particular es la combinación de hacer investigación y fomentar el talento joven: “Es increíblemente motivador asesorar a colegas jóvenes durante varios años y ver resultados juntos”. Y para Hamann, el premio cumple un sueño de la infancia: “Inventor no es una profesión a la que pueda postularse. Es un atributo que puede ganar y usar con orgullo”, explica.
Tobias Hamann (Fraunhofer IFAM Stade, Automatización e Ingeniería de Producción)
La nueva arquitectura de accionamiento abre posibilidades innovadoras en el control del eje del robot. Los socios están trabajando actualmente para optimizar el algoritmo y examinar 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 ruta con precisión, versatilidad y sostenibilidad en los procesos de fresado y aplicación, un ejemplo de cómo la estrecha cooperación entre la investigación y la industria está empujando los límites tecnológicos.
Robot en acción
Actividades de investigación de Fraunhofer IFAM
Puede encontrar 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