Transformer des robots en outils de précision

Travailler ensemble est une victoire en termes de précision

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 en commun leurs ressources : « Nous avons également une bonne chimie sur le plan personnel, en créant un environnement de travail dans lequel nous pouvons essayer et mettre en œuvre de nouvelles idées rapidement », explique Tauchmann.

Un robot, deux processus

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.

Du laboratoire à l'application

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.

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.

Voyez-le en action

Le robot machine-outil SINUMERIK (MTR) est le robot d'usinage le plus précis au monde. MTR associe un concept d'entraînement révolutionnaire à une commande de mouvement avancée SINUMERIK, vous permettant de faire fonctionner à la fois des machines-outils et des robots depuis une seule interface.