Roboti kļūst par precīziem instrumentiem

Roboti ir mūsdienu ražošanas visaptveroši, līdz tie saskaras ar cietu tēraudu vai sarežģītiem frēzēšanas ceļiem. Tieši tad sākas lielā trīce. Tā kā to, ko standarta rūpnieciskie roboti piedāvā elastībā, tiem trūkst stingrības. Tieši šeit notiek Siemens un Fraunhofera ražošanas tehnoloģiju un uzlaboto materiālu institūta (IFAM) kopīga izstrāde Stade: jauna hibrīda piedziņa, kas burtiski piešķir robotiem jaunu jaudu — nezaudējot precizitāti. Izstrāde ir nopelnījusi Stefanu Hansenu un Tobiasu Hamanu no Fraunhofer IFAM un Svenu Tauchmanu un Deividu Bitterolfu no Siemens šī gada izgudrotāja balvu kategorijā “Atvērtās inovācijas”. Deivids Bitterolfs izskaidro ideju saviem līdzizgudrotājiem

Kopīgs darbs ir precizitātes uzvara

Koncepcijas pamatā ir divu fundamentāli atšķirīgu piedziņas veidu apvienošana: tiešās piedziņas darbojas ar augstu precizitāti un ātrumu, bet kļūtu pārāk smagi un pārāk dārgi, ja tos izmantos kā vienīgo piedziņas sistēmu. Netiešie diskdziņi ir izturīgi un jaudīgi, bet mazāk jutīgi. Saprātīgi apvienojot abas sistēmas vienā piedziņas sistēmā, hibrīda piedziņa ir izveidots, kas piedāvā labāko no abiem. Rezultāts ir robots, kas paliek stabils un zemas vibrācijas pat ar lielu padeves ātrumu, tādējādi tuvojoties klasisko darbgaldu precizitātei.

Četri prāti, viena ideja

Tieši četru rūpniecības un zinātnes pētnieku kopīgā pieredze padarīja šo jauninājumu iespējamu. Kamēr Hansens un Hamans nodrošināja zinātniskos pamatus un vadības loģiku, Tauchmann un Bitterolf sniedza gadiem ilgas rūpnieciskās un pielietošanas zināšanas robotikā. Siemens un Fraunhofer jau sen ir guvušas uzticamu partnerību, sadarbojoties kopīgos projektos, no kuriem daži ir valsts finansēti. Tas ļauj abām pusēm apvienot savus resursus. “Mums ir arī laba ķīmija personīgā līmenī, radot darba vidi, kurā mēs varam ātri izmēģināt un īstenot jaunas idejas,” skaidro Tauchmann.

Svens Tauchmans (Siemens Digital Industries kustības vadība, drošība un lietotāju tehnoloģija)

Ja piedeva saskaras ar subtraktīvu — divi procesi, viens robots

Šis izgudrojums ļauj robotam strādāt gan aditīvi (pievienojot materiālu), gan subtraktīvi (noņemot materiālu) - citiem vārdiem sakot, vienā sistēmā mums ir 3D drukāšana un cieto materiālu, piemēram, tērauda, frēzēšana. Komponents tiek izveidots slānis pa slānim un pēc tam prasmīgi atjaunots bez nepieciešamības atkārtoti saspiest vai mainīt mašīnas. Galu galā robots kļūst par sava veida Šveices armijas nazi ražošanai - atkarībā no uzdevuma tas var drukāt, slīpēt vai labot,” skaidro Deivids Bitterolfs. Tas ne tikai ietaupa laiku, enerģiju un izmaksas, bet arī vietu ražošanā. Tajā pašā laikā procesi kļūst elastīgāki un ilgtspējīgāki, kas ir svarīgs solis ceļā uz resursu ziņā efektīvām ražošanas sistēmām.

Deivids Bitterolfs (Siemens Digital Industries kustības vadība, Mechatronic Support)

No laboratorijas līdz lietojumprogrammai

Inovācija jau sen ir atstājusi pētniecības stadiju un jau tiek pārbaudīta sākotnējos izmēģinājuma projektos ar rūpniecības partneriem. Galvenais mērķis ir parādīt, ka roboti ar jauno piedziņu var droši sekot ceļiem pat prasīgos apstrādes uzdevumos. Tas paver jaunu potenciālu mazajiem un vidējiem uzņēmumiem - ar kompaktākām, efektīvākām ražošanas elementiem var pārdomāt procesus vai atbloķēt neizmantotu automatizācijas potenciālu. Viens piemērs ir piedevu un subtraktīvo procesu apvienošana vienā robotizētā šūnā.

Stefans Hansens (Fraunhofer IFAM stadions, automatizācijas un ražošanas inženierija)

Kas virza izstrādātājus

“Reālās dzīves klientu problēmas ir labākā iedvesma jaunām idejām,” saka Bitterolf. Tauchmanam komandas garam ir izšķiroša nozīme. “Ja jūs labi koordinējat laukumā, jūs gūstat labākos vārtus.” Hansens jo īpaši vērtē pētījumu veikšanas un jauno talantu audzināšanas kombināciju: “Jauno kolēģu mentorēšana vairāku gadu garumā un rezultātu redzēšana kopā ir neticami motivējoša.” Un Hamanam balva piepilda bērnības sapni: “Izgudrotājs nav profesija, kurai varat pieteikties. Tas ir atribūts, kuru varat nopelnīt un valkāt ar lepnumu,” viņš skaidro.

Tobiass Hamans (Fraunhofer IFAM stadions, automatizācijas un ražošanas inženierija)

Skatoties uz priekšu

Jaunā piedziņas arhitektūra paver revolucionāras iespējas robotu ass vadībā. Pašlaik partneri strādā pie algoritma optimizācijas un pārbauda, kā hibrīda principu var pārnest uz citām mašīnu klasēm. Mērķis ir jaunas paaudzes rūpnieciskie roboti, kas apvieno maksimālu ceļa precizitāti ar precizitāti, daudzpusību un ilgtspējību frēzēšanas un pielietošanas procesos — piemērs tam, cik cieša sadarbība starp pētniecību un rūpniecību pārspiež tehnoloģiskās robežas.

Robots darbībā

Fraunhofer IFAM pētniecības aktivitātes

Sīkāka informācija par produktu 'Run MyRobot /Direct Control' (ieskaitot kontaktformu) var atrast.