Roboti postanejo natančna orodja

Roboti so predstavniki sodobne proizvodnje — dokler ne naletijo na trdno jeklo ali zapletene rezkalne poti. Takrat se začne velik tresenje. Ker tisto, kar standardni industrijski roboti ponujajo v fleksibilnosti, jim primanjkuje togosti. Prav tu prihaja skupni razvoj Siemensa in Fraunhoferjevega inštituta za proizvodno tehnologijo in napredne materiale (IFAM) na Stadeu: nov hibridni pogon, ki robotom dobesedno daje novo moč — brez žrtvovanja natančnosti. Razvoj je prislužil Stephan Hansen in Tobias Hamann iz Fraunhofer IFAM ter Sven Tauchmann in David Bitterolf iz Siemensa letošnjo nagrado izumitelj leta v kategoriji« Odprta inovacija ». David Bitterolf svojim soizumiteljem razloži idejo

Skupaj je zmaga za natančnost

Koncept temelji na združevanju dveh bistveno različnih vrst pogona: neposredni pogoni delujejo z visoko natančnostjo in hitrostjo, vendar bi postali pretežki in predragi, če bi se uporabljali kot edini pogonski sistem. Posredni pogoni so robustni in zmogljivi, vendar manj občutljivi. Z inteligentnim združevanjem obeh sistemov v en sam pogonski sklop hibridni pogon je ustvarjen, ki ponuja najboljše od obeh. Rezultat je robot, ki ostaja stabilen in nizke vibracije tudi pri visokih hitrostih podajanja — tako se približuje natančnosti klasičnih obdelovalnih strojev.

Štirje misli, ena ideja

To inovacijo je omogočilo skupno strokovno znanje štirih raziskovalcev iz industrije in znanosti. Medtem ko sta Hansen in Hamann zagotavljala znanstvene temelje in nadzorno logiko, sta Tauchmann in Bitterolf prispevala leta industrijskega in aplikacijskega znanja na področju robotike. Siemens in Fraunhofer že dolgo uživata zaupanja vredno partnerstvo in sodelujeta pri skupnih projektih, od katerih so nekateri javno financirani. To omogoča obema stranema, da združita svoje vire. »Imamo tudi dobro kemijo na osebni ravni, kar ustvarja delovno okolje, v katerem lahko hitro preizkusimo in uresničimo nove ideje,« pojasnjuje Tauchmann.

Sven Tauchmann (Siemens Digital Industries nadzor gibanja, varnost in uporabniška tehnologija)

Kjer se aditiv sreča s subtraktivnim — dva procesa, en robot

Ta izum omogoča robotu, da deluje tako aditivno (dodajanje materiala) kot subtraktivno (odstranjevanje materiala) - z drugimi besedami, v enem sistemu imamo 3D tiskanje in rezkanje trdih materialov, kot je jeklo. Komponenta se ustvari plast za plastjo in nato strokovno obnavlja brez potrebe po ponovni pritrditvi ali menjavi strojev. Konec koncev robot postane nekakšen švicarski nož za izdelavo — odvisno od naloge lahko tiskate, melje ali popravlja, »pojasnjuje David Bitterolf. To ne samo prihrani čas, energijo in stroške, ampak tudi prostor v proizvodnji. Hkrati postopki postanejo bolj prilagodljivi in trajnostni, kar je pomemben korak k proizvodnim sistemom, ki učinkovito uporabljajo vire.

David Bitterolf (nadzor gibanja Siemens Digital Industries, Mechatronic Support)

Od laboratorija do aplikacije

Inovacija je že dolgo zapustila raziskovalno fazo in se že preizkuša v začetnih pilotnih projektih z industrijskimi partnerji. Glavni cilj je dokazati, da lahko roboti z novim pogonom zanesljivo sledijo poti tudi pri zahtevnih nalogah obdelave. To odpira nov potencial za mala in srednje velika podjetja - s kompaktnejšimi in učinkovitejšimi proizvodnimi celicami je mogoče ponovno premisliti o procesih ali odkleniti neizkoriščen potencial avtomatizacije. Eden od primerov je poenotenje aditivnih in subtraktivnih procesov znotraj ene same robotske celice.

Stephan Hansen (Fraunhofer IFAM Stade, avtomatizacija in proizvodni inženiring)

Kaj poganja razvijalce

»Resnične težave strank so najboljši navdih za nove ideje,« pravi Bitterolf. Za Tauchmanna je ekipni duh ključnega pomena. »Če se dobro usklajuješ na igrišču, dosežeš najboljše gole.« Hansen še posebej ceni kombinacijo raziskav in negovanja mladih talentov: »Več let mentoriranje mladih kolegov in skupno gledanje rezultatov je neverjetno motivirajoče.« In za Hamanna nagrada izpolnjuje otroške sanje:« Izumitelj ni poklic, za katerega se lahko prijavite. To je atribut, ki si ga lahko zaslužite in nosite s ponosom, »pojasnjuje.

Tobias Hamann (Fraunhofer IFAM Stade, avtomatizacija in proizvodni inženiring)

Pogled naprej

Nova arhitektura pogona odpira prelomne možnosti pri upravljanju robotskih osi. Partnerji trenutno delajo na optimizaciji algoritma in preučevanju, kako je mogoče hibridno načelo prenesti v druge strojne razrede. Cilj je nova generacija industrijskih robotov, ki združujejo največjo natančnost poti z natančnostjo, vsestranskostjo in trajnostjo v postopkih rezkanja in uporabe — primer, kako tesno sodelovanje med raziskavami in industrijo premika tehnološke meje.

Robot v akciji

Raziskovalne dejavnosti Fraunhofer IFAM

Dodatne informacije o izdelku 'Run MyRobot /Direct Control' (vključno s kontaktnim obrazcem) lahko najdete