Roboții devin instrumente de precizie

Roboții sunt ansamblul producției moderne - până când întâlnesc oțel solid sau căi complexe de frezare. Atunci începe marele tremur. Deoarece ceea ce roboții industriali standard oferă în flexibilitate, le lipsește rigiditatea. Tocmai aici intervine o dezvoltare comună a Siemens și Institutul Fraunhofer pentru Tehnologie de Fabricare și Materiale Avansate (IFAM) din Stade: o nouă unitate hibridă care oferă roboților o putere nouă - fără a sacrifica precizia. Dezvoltarea i-a adus lui Stephan Hansen și Tobias Hamann de la Fraunhofer IFAM și Sven Tauchmann și David Bitterolf de la premiul Siemens pentru Inventatorul Anului din acest an în categoria „Inovație deschisă”. David Bitterolf explică o idee co-inventatorilor săi

Lucrul împreună este un câștig pentru precizie

Conceptul se bazează pe combinarea a două tipuri fundamental diferite de acționare: acționările directe funcționează cu precizie și viteză ridicate, dar ar deveni prea grele și prea scumpe dacă ar fi utilizate ca sistem unic de acționare. Unitățile indirecte sunt robuste și puternice, dar mai puțin sensibile. Prin combinarea inteligentă a ambelor sisteme într-un singur tren de transmisie, a unitate hibridă este creat care oferă cel mai bun dintre ambele. Rezultatul este un robot care rămâne stabil și are vibrații scăzute chiar și la viteze mari de alimentare - apropiindu-se astfel de precizia mașinilor-unelte clasice.

Patru minți, o idee

Expertiza comună a celor patru cercetători din industrie și știință a făcut posibilă această inovație. În timp ce Hansen și Hamann au furnizat bazele științifice și logica de control, Tauchmann și Bitterolf au contribuit ani de cunoștințe industriale și de aplicații în robotică. Siemens și Fraunhofer s-au bucurat de mult timp de un parteneriat de încredere, colaborând la proiecte comune, dintre care unele sunt finanțate din fonduri publice. Acest lucru permite ambelor părți să-și pună în comun resursele. „Avem, de asemenea, o chimie bună la nivel personal, creând un mediu de lucru în care putem încerca și implementa rapid idei noi”, explică Tauchmann.

Sven Tauchmann (Siemens Digital Industries Control de mișcare, siguranță și tehnologie de utilizare)

Acolo unde aditivul întâlnește subtractivul — două procese, un robot

Această invenție permite unui robot să lucreze atât aditiv (adăugând material), cât și subtractiv (îndepărtarea materialului) - cu alte cuvinte, avem imprimare 3D și frezare materiale dure, cum ar fi oțelul, într-un singur sistem. O componentă este creată strat cu strat și apoi refăcută în mod expert, fără a fi nevoie să re-fixați sau să schimbați mașinile. În cele din urmă, robotul devine un fel de cuțit al armatei elvețiene pentru fabricație - în funcție de sarcină, poate imprima, freza sau repara”, explică David Bitterolf. Acest lucru nu numai că economisește timp, energie și costuri, ci și spațiu în producție. În același timp, procesele devin mai flexibile și mai durabile - un pas important către sisteme de producție eficiente din punct de vedere al utilizării resurselor.

David Bitterolf (Controlul mișcării Siemens Digital Industries, Mechatronic Support)

De la laborator la aplicație

Inovația a părăsit de mult etapa de cercetare și este deja testată în proiecte-pilot inițiale cu parteneri industriali. Scopul principal este de a demonstra că roboții cu noua unitate de acționare pot urmări în mod fiabil traseele chiar și în sarcini de prelucrare solicitante. Acest lucru deschide un nou potențial pentru întreprinderile mici și mijlocii - prin celule de producție mai compacte și mai eficiente, procesele pot fi regândite sau potențialul de automatizare neexploatat poate fi deblocat. Un exemplu este unificarea proceselor aditive și subtractive într-o singură celulă robotică.

Stephan Hansen (Fraunhofer IFAM Stade, Inginerie de automatizare și producție)

Ce conduce dezvoltatorii

„Problemele reale ale clienților sunt cea mai bună inspirație pentru idei noi”, spune Bitterolf. Pentru Tauchmann, spiritul de echipă este crucial. „Dacă te coordonezi bine pe teren, înscrii cele mai bune goluri.” Ceea ce Hansen apreciază în special este combinația de cercetare și cultivarea tinerilor talente: „Mentorarea tinerilor colegi de-a lungul mai multor ani și a vedea rezultatele împreună este incredibil de motivantă”. Iar pentru Hamann, premiul îndeplinește un vis din copilărie: „Inventatorul nu este o profesie pentru care poți aplica. Este un atribut pe care îl poți câștiga și purta cu mândrie”, explică el.

Tobias Hamann (Fraunhofer IFAM Stade, Automatizare și Inginerie de producție)

Privind în viitor

Noua arhitectură de acționare deschide posibilități inovatoare în controlul axelor robotului. Partenerii lucrează în prezent la optimizarea algoritmului și la examinarea modului în care principiul hibrid poate fi transferat în alte clase de mașini. Scopul este o nouă generație de roboți industriali care combină precizia maximă a traseului cu precizia, versatilitatea și sustenabilitatea în procesele de frezare și aplicare - un exemplu al modului în care cooperarea strânsă dintre cercetare și industrie împinge limitele tehnologice.

Robot în acțiune

Activitățile de cercetare ale Fraunhofer IFAM

Mai multe informații despre produsul 'Run MyRobot /Direct Control' (inclusiv un formular de contact) pot fi găsite