Trasformare i robot in strumenti di precisione

Lavorare insieme è una vittoria per la precisione

Il concetto si basa sulla combinazione di due tipi di azionamento fondamentalmente diversi: gli azionamenti diretti funzionano con alta precisione e velocità, ma diventerebbero troppo pesanti e troppo costosi se usati come unico sistema di trasmissione. Le unità indirette sono robuste e potenti, ma meno sensibili. Combinando in modo intelligente entrambi i sistemi in un'unica trasmissione, trazione ibrida è stato creato per offrire il meglio di entrambi. Il risultato è un robot che rimane stabile e con basse vibrazioni anche a velocità di avanzamento elevate, avvicinandosi così alla precisione delle macchine utensili classiche.

È stata l'esperienza congiunta dei quattro ricercatori dell'industria e della scienza a rendere possibile questa innovazione. Mentre Hansen e Hamann hanno fornito le basi scientifiche e la logica di controllo, Tauchmann e Bitterolf hanno contribuito con anni di conoscenze industriali e applicative nella robotica. Siemens e Fraunhofer godono da tempo di una partnership di fiducia, collaborando a progetti comuni, alcuni dei quali finanziati con fondi pubblici.

Ciò consente a entrambe le parti di unire le proprie risorse: «Abbiamo anche una buona intesa a livello personale, creando un ambiente di lavoro in cui possiamo provare e implementare rapidamente nuove idee», spiega Tauchmann.

Un robot, due processi

Questa invenzione consente a un robot di lavorare sia in modo additivo (aggiunta di materiale) che sottrattivo (rimozione di materiale): in altre parole, abbiamo la stampa 3D e la fresatura di materiali duri come l'acciaio all'interno di un unico sistema. Un componente viene creato strato per strato e poi rifinito sapientemente senza la necessità di fissare nuovamente o cambiare le macchine.

Alla fine, il robot diventa una specie di coltellino svizzero per la produzione: a seconda dell'attività, può stampare, fresare o riparare», spiega David Bitterolf. Ciò non solo consente di risparmiare tempo, energia e costi, ma anche spazio nella produzione. Allo stesso tempo, i processi diventano più flessibili e sostenibili, un passo importante verso sistemi di produzione efficienti sotto il profilo delle risorse.

Dal laboratorio all'applicazione

L'innovazione ha lasciato da tempo la fase di ricerca ed è già stata testata in progetti pilota iniziali con partner industriali. L'obiettivo principale è dimostrare che i robot con il nuovo azionamento possono seguire i percorsi in modo affidabile anche in attività di lavorazione impegnative.

Questo apre un nuovo potenziale per le piccole e medie imprese: attraverso celle di produzione più compatte ed efficienti, i processi possono essere ripensati o il potenziale di automazione non sfruttato può essere sbloccato. Un esempio è l'unificazione dei processi additivi e sottrattivi all'interno di un'unica cella robotica.

La nuova architettura di azionamento apre possibilità rivoluzionarie nel controllo degli assi dei robot. I partner stanno attualmente lavorando all'ottimizzazione dell'algoritmo ed esaminando come il principio ibrido possa essere trasferito ad altre classi di macchine. L'obiettivo è una nuova generazione di robot industriali che combinino la massima precisione del percorso con precisione, versatilità e sostenibilità nei processi di fresatura e applicazione, un esempio di come la stretta cooperazione tra ricerca e industria stia spingendo i confini tecnologici.

Lo veda in azione

Il SINUMERIK Machine Tool Robot (MTR) è il robot di lavorazione più preciso al mondo. MTR combina un concetto di azionamento rivoluzionario con il controllo del movimento avanzato SINUMERIK, che Le consente di azionare macchine utensili e robot da un'unica interfaccia.