Robotok precíziós eszközökké válnak

A robotok a modern gyártás sokoldalúi — mindaddig, amíg nem találkoznak szilárd acéllal vagy összetett maróútvonalakkal. Ekkor kezdődik a nagy remegés. Mert amit a szabványos ipari robotok kínálnak rugalmasságban, hiányzik a merevségük. Pontosan itt jön létre a Siemens és a Stade Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials (IFAM) közös fejlesztése: egy új hibrid hajtás, amely szó szerint új erőt ad a robotoknak — anélkül, hogy feláldozná a pontosságot. A fejlesztés Stephan Hansen és Tobias Hamann a Fraunhofer IFAM-tól, valamint Sven Tauchmann és David Bitterolf a Siemens-től az év feltalálója díját nyerte el az „Nyílt innováció” kategóriában.David Bitterolf elmagyarázza egy ötletet társfeltalálóinak.

Az együttműködés a precizitás győzelme

A koncepció két alapvetően eltérő hajtástípus kombinálásán alapul: a közvetlen hajtások nagy pontossággal és sebességgel működnek, de túl nehézek és túl drágák lesznek, ha egyetlen hajtásrendszerként használják őket. A közvetett meghajtók robusztusak és erősek, de kevésbé érzékenyek. Mindkét rendszer intelligens kombinálásával egyetlen hajtásláncban, a hibrid hajtás Olyan létrehozott, amely mindkettő közül a legjobbat kínálja. Az eredmény egy olyan robot, amely még magas előtolási sebesség mellett is stabil és alacsony rezgésű marad, így megközelíti a klasszikus szerszámgépek pontosságát.

Négy elme, egy ötlet

Az ipar és a tudomány négy kutatójának közös szakértelme tette lehetővé ezt az innovációt. Míg Hansen és Hamann biztosították a tudományos alapokat és az irányítási logikát, Tauchmann és Bitterolf több éves ipari és alkalmazási ismeretekkel járult hozzá a robotika területén. A Siemens és a Fraunhofer már régóta bizalmas partnerséget élvez, közös projekteken dolgoznak együtt, amelyek közül néhány állami finanszírozású. Ez lehetővé teszi mindkét fél számára, hogy összegyűjtse erőforrásait. „Személyes szinten is jó kémiánk van, olyan munkakörnyezetet teremtve, amelyben gyorsan kipróbálhatunk és megvalósíthatunk új ötleteket” - magyarázza Tauchmann.

Sven Tauchmann (Siemens Digital Industries mozgásvezérlés, biztonság és felhasználói technológia)

Ahol az adalékanyag találkozik szubtraktívummal — két folyamat, egy robot

Ez a találmány lehetővé teszi a robot számára, hogy additív módon (anyag hozzáadása) és szubtraktív módon (anyageltávolítás) dolgozzon - más szóval, egy rendszeren belül 3D nyomtatás és kemény anyagok, például acél marása van. Az alkatrészeket rétegenként hozzák létre, majd szakszerűen felújítják, anélkül, hogy újra kellene szorítani vagy cserélni a gépeket. Végső soron a robot egyfajta svájci hadsereg késévé válik a gyártáshoz — a feladattól függően nyomtathat, őrölhet vagy javíthat” — magyarázza David Bitterolf. Ez nemcsak időt, energiát és költségeket takarít meg, hanem helyet is megtakarít a gyártásban. Ugyanakkor a folyamatok rugalmasabbá és fenntarthatóbbá válnak, ami fontos lépés az erőforrás-hatékony termelési rendszerek felé.

David Bitterolf (Siemens Digital Industries mozgásvezérlés, Mechatronic Support)

Laboratóriumtól az alkalmazásig

Az innováció már régóta elhagyta a kutatási szakaszt, és már tesztelik az ipari partnerekkel folytatott kezdeti kísérleti projektekben. A fő cél annak bemutatása, hogy az új hajtással rendelkező robotok még igényes megmunkálási feladatok esetén is megbízhatóan követhetik az utakat. Ez új lehetőségeket nyit meg a kis- és középvállalkozások számára - kompaktabb, hatékonyabb gyártóelemek révén újragondolhatók a folyamatok, vagy feloldhatók a kiaknázatlan automatizálási potenciál. Az egyik példa az additív és szubtraktív folyamatok egyesítése egyetlen robotcellán belül.

Stephan Hansen (Fraunhofer IFAM Stadium, Automatizálási és gyártástechnika)

Mi hajtja a fejlesztőket

„A valós ügyfélproblémák jelentik a legjobb inspirációt az új ötletekhez” - mondja Bitterolf. Tauchmann számára a csapatszellem kulcsfontosságú. „Ha jól koordinálsz a pályán, akkor a legjobb gólokat szerezzük.” Hansen különösen a kutatás és a fiatal tehetségek ápolásának kombinációját értékeli: „Hihetetlenül motiváló a fiatal kollégák több éven át történő mentorálása és az eredmények közös látása.” Hamann számára pedig a díj teljesíti a gyermekkori álmot: „A feltaláló nem olyan szakma, amelyre jelentkezhet. Ez egy olyan tulajdonság, amelyet büszkén lehet keresni és viselni” - magyarázza.

Tobias Hamann (Fraunhofer IFAM Stadium, Automatizálási és gyártástechnika)

Előre nézve

Az új meghajtó architektúra úttörő lehetőségeket nyit meg a robot tengelyvezérlésében. A partnerek jelenleg az algoritmus optimalizálásán dolgoznak, és megvizsgálják, hogy a hibrid elv hogyan vihető át más gépi osztályokra. A cél az ipari robotok új generációja, amelyek ötvözik a maximális útvonalpontosságot a precízióval, a sokoldalúsággal és a fenntarthatósággal a marási és alkalmazási folyamatokban — példa arra, hogy a kutatás és az ipar közötti szoros együttműködés miként tolja meg a technológiai határokat

Robot akcióban

A Fraunhofer IFAM kutatási tevékenységei

A (z) 'Run MyRobot /Direct Control' termékkel kapcsolatos további információk (kapcsolatfelvételi űrlapot is tartalmazzák)