Sven Tauchmann, David Bitterolf, Tobias Hamann, Stephan Hansen | Inventeurs de l'année | Open Innovation
Les robots sont les outils les plus polyvalents de la fabrication moderne, jusqu'à ce qu'ils rencontrent de l'acier massif ou des trajectoires de fraisage complexes. C'est à ce moment-là que le grand tremblement de terre commence. Parce que ce que les robots industriels standard offrent en termes de flexibilité, c'est qu'ils manquent de rigidité. C'est précisément là qu'intervient un développement conjoint entre Siemens et l'Institut Fraunhofer pour les technologies de fabrication et les matériaux avancés (IFAM) de Stade : un nouvel entraînement hybride qui redonne littéralement de la puissance aux robots, sans pour autant sacrifier la précision. Ce développement a valu à Stephan Hansen et Tobias Hamann de Fraunhofer IFAM et à Sven Tauchmann et David Bitterolf de Siemens le prix de l'inventeur de l'année dans la catégorie « Innovation ouverte » cette année. David Bitterolf explique une idée à ses co-inventeurs
Le concept repose sur la combinaison de deux types d'entraînement fondamentalement différents : les entraînements directs fonctionnent avec une précision et une vitesse élevées, mais ils deviendraient trop lourds et trop chers s'ils étaient utilisés comme seul système d'entraînement. Les moteurs indirects sont robustes et puissants, mais moins sensibles. En combinant intelligemment les deux systèmes dans une seule transmission, propulsion hybride est créé pour offrir le meilleur des deux. Le résultat est un robot qui reste stable et émet peu de vibrations, même à des vitesses d'avance élevées, se rapprochant ainsi de la précision des machines-outils classiques.
C'est l'expertise conjointe des quatre chercheurs issus de l'industrie et de la science qui a rendu cette innovation possible. Alors que Hansen et Hamann ont fourni les bases scientifiques et la logique de commande, Tauchmann et Bitterolf ont apporté des années de connaissances industrielles et applicatives en robotique. Siemens et Fraunhofer entretiennent depuis longtemps un partenariat de confiance et collaborent sur des projets communs, dont certains sont financés par des fonds publics. Cela permet aux deux parties de mettre leurs ressources en commun. « Nous avons également une bonne alchimie sur le plan personnel, ce qui nous permet de créer un environnement de travail dans lequel nous pouvons essayer et mettre en œuvre de nouvelles idées rapidement », explique Tauchmann.
Sven Tauchmann (Siemens Digital Industries Motion Control, Safety & User Technology)
Cette invention permet à un robot de travailler à la fois de manière additive (ajout de matière) et soustractive (retrait de matière). En d'autres termes, nous imprimons en 3D et fraisons des matériaux durs tels que l'acier au sein d'un seul système. Un composant est créé couche par couche puis refini de manière experte sans qu'il soit nécessaire de le serrer à nouveau ou de changer de machine. En fin de compte, le robot devient une sorte de couteau suisse destiné à la fabrication. Selon la tâche, il peut imprimer, usiner ou réparer », explique David Bitterolf. Cela permet non seulement d'économiser du temps, de l'énergie et de l'argent, mais aussi de l'espace lors de la fabrication. Dans le même temps, les processus deviennent plus flexibles et durables, ce qui constitue une étape importante vers des systèmes de production économes en ressources.
David Bitterolf (Siemens Digital Industries Motion Control, Mechatronic Support)
L'innovation a quitté le stade de la recherche depuis longtemps et est déjà testée dans le cadre de premiers projets pilotes avec des partenaires industriels. L'objectif principal est de démontrer que les robots équipés du nouvel entraînement peuvent suivre des trajectoires de manière fiable, même pour les tâches d'usinage les plus exigeantes. Cela ouvre un nouveau potentiel aux petites et moyennes entreprises. Grâce à des cellules de fabrication plus compactes et plus efficaces, les processus peuvent être repensés ou un potentiel d'automatisation inexploité peut être débloqué. L'unification des processus additifs et soustractifs au sein d'une seule cellule robotique en est un exemple.
Stephan Hansen (Fraunhofer IFAM Stade, automatisation et ingénierie de production)
« Les problèmes réels des clients sont la meilleure source d'inspiration pour les nouvelles idées », explique Bitterolf. Pour Tauchmann, l'esprit d'équipe est crucial. « Si vous êtes bien coordonnée sur le terrain, vous marquez les meilleurs buts. » Hansen apprécie particulièrement la combinaison de la recherche et de la promotion de jeunes talents : « Encadrer de jeunes collègues pendant plusieurs années et obtenir des résultats ensemble est incroyablement motivant. » Et pour Hamann, ce prix répond à un rêve d'enfant : « Le métier d'inventeur n'est pas un métier auquel on peut postuler. C'est un attribut que vous pouvez mériter et porter avec fierté », explique-t-il.
Tobias Hamann (stade Fraunhofer IFAM, automatisation et ingénierie de production)
La nouvelle architecture d'entraînement ouvre des possibilités révolutionnaires en matière de contrôle des axes des robots. Les partenaires travaillent actuellement à l'optimisation de l'algorithme et examinent comment le principe hybride peut être transféré à d'autres classes de machines. L'objectif est de créer une nouvelle génération de robots industriels qui allient une précision de trajectoire maximale à la précision, à la polyvalence et à la durabilité dans les processus de fraisage et d'application. Cela montre à quel point la coopération étroite entre la recherche et l'industrie repousse les limites technologiques.
Robot en action
Activités de recherche du Fraunhofer IFAM
Vous trouverez de plus amples informations sur le produit « Run MyRobot /Direct Control » (y compris un formulaire de contact)
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