機器人成為精密工具

機器人是現代製造的全方位，直到它們遇到實心鋼或複雜的銑削路徑為止。那就是大震動開始的時候因為標準工業機器人提供的靈活性，因此它們缺乏剛性。這正是西門子與 Stade Fraunhofer 製造技術和先進材料研究所 (IFAM) 共同開發的地方：一種新穎的混合驅動器，實際上為機器人提供新動力，而不犧牲精度。這項發展在「開放創新」類別中獲得了弗朗霍弗 IFAM 的斯蒂芬·漢森和托比亞斯·哈曼，以及西門子今年度最佳發明家獎的斯文·陶赫曼和大衛·比特洛夫（David Bitterolf）向他的共同發明家解釋了一個想法

合作是精準的勝利

該概念基於結合兩種基本上不同的驅動類型：直接驅動器具有高精度和速度的工作，但如果使用作唯一驅動系統，則會變得太重和太貴。間接驅動器強大且功能強大，但敏感度較低。通過智能地將兩個系統結合在單一傳動系統中， 混合驅動 創建的是為了提供兩者最好的功能。結果是機器人，即使在高進給速率下仍能保持穩定且低振動，因此接近經典機床的精度。

四個思想，一個想法

這項創新是四位來自行業和科學的研究人員的共同專業知識，使這種創新成為可能。雖然漢森和哈曼提供了科學基礎和控制邏輯，但陶赫曼和比特洛夫在機器人方面貢獻了多年的工業和應用知識。西門子和 Fraunhofer 長期以來一直擁有信任的合作夥伴關係，共同合作，其中一些項目獲得公共資助。這使雙方能夠集合自己的資源。Tauchmann 解釋道：「我們在個人層面也擁有良好的化學，創造了一個工作環境，我們可以在其中快速嘗試並實現新想法。」

斯文·陶赫曼（西門子數碼工業運動控制、安全和用戶技術）

在添加與減法的情況下 — 兩個過程，一個機器人

這項發明使機器人能夠以添加方式（添加材料）和減去（去除材料）工作-換句話說，我們在一個系統中擁有 3D 打印和銑削鋼等硬質材料。每層建立元件，然後經過專業的重新修飾，無需重新夾緊或更換機器。最終，機器人會成為一種用於製造的瑞士陸軍刀 —— 視任務而定，它可以打印、研磨或修理，」David Bitterolf 解釋說。這不僅節省時間，能源和成本，還可以節省製造空間。同時，流程變得更靈活和可持續發展，這是邁向資源效益生產系統的重要步驟。

大衛·比特羅夫（西門子數碼工業運動控制、Mechatronic Support）

從實驗室到應用

這項創新已經離開了研究階段，並已經在與工業合作夥伴的初始試驗項目中進行測試。主要目標是展示，即使在嚴苛的加工任務中，具有新驅動器的機器人也可以可靠地跟隨路徑。這為中小型企業開啟了新的潛力-通過更緊湊、更高效的製造單元，可以重新思考流程，或者可以釋放未發揮的自動化潛力。一個例子是單一機器人單元中的添加和減法過程的統一。

斯蒂芬·漢森（弗朗霍弗 IFAM 體育場，自動化和生產工程）

是什麼驅動開發人員

Bitterolf 表示：「現實客戶問題是新想法的最佳靈感。對陶赫曼來說，團隊精神至關重要。「如果你在球場上良好的協調，你就會得到最好的進球。」Hansen 特別重視的是研究和培育年輕人才的結合：「多年來指導年輕同事並共同看到成果是令人難以置信的激勵。」對於哈曼而言，獎項實現了一個童年夢想：「發明家不是您可以申請的職業。這是您可以賺取並以驕傲地佩戴的屬性，」他解釋說。

托比亞斯·哈曼（弗朗霍弗 IFAM 體育場，自動化和生產工程）

展望未來

新的驅動架構為機器人軸控制開啟了突破性的可能性。合作夥伴目前正在努力優化演算法，並檢查如何將混合原理傳輸到其他機器類別。目標是新一代工業機器人，將最高路徑精度與精確度、多功能性和可持續性結合在銑削和應用流程中，這是研究與產業之間的密切合作如何突破技術界限的例子。

機器人在行動中

弗朗霍弗國際金融中心的研究活動

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