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"IPAnema" - ein hochdynamischer Seilroboter

27.08.2009
Am Fraunhofer IPA wurde ein neuartiger Roboter entwickelt und in Betrieb genommen. Er basiert auf Seilen, die durch mehrere Winden angetrieben werden und einen Endeffektor im Raum bewegen. Die neue Roboterkinematik erlaubt eine freie und voll kontrollierbare Bewegung.

Der Hauptvorteil des Roboters besteht in der Nutzung der Seilwinden als Antriebssystem: Diese Module sind kostengünstige und gut etablierte Bauelemente.

Dabei können sie große Kräfte erzeugen und nahezu verlustfrei über weite Strecken auf eine Plattform übertragen, die dadurch hochdynamisch bewegt werden kann. Weiterhin erlaubt der extreme Leichtbau des Robotersystems sehr große Abmessungen des Arbeitsraums bei großen Traglasten.

Bei dem am Fraunhofer IPA installierten Demonstrator IPAnema kommen wahl­weise sieben oder acht digital gesteuerte Winden zum Einsatz. Sie sind für hochdynamische Bewegungen konstruiert und erlauben Bewegungsgeschwindigkeiten von bis zu 10 m/s und Beschleunigungen von bis zur zehnfachen Erdbeschleunigung. Dabei kann die Länge des Seils durch ein in die Winde integriertes Absolutmesssystem exakt eingestellt werden.

Das Steuerungssystem besteht aus einer für Roboter angepassten CNC-Steuerung und läuft zusammen mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung in Echtzeit. Die Programmierung von Bewegungen ist im G-Code nach DIN 66025 möglich. Eine leichte Verbindung zu bestehende Automatisierungsumgebungen ist über die integrierte SPS möglich. Im Versuchsfeld des Fraunhofer IPA kommt eine Pick-and-Place-Anwendung zum Einsatz.

Die Kombination aus großer Nutzlast (bis hin zu mehreren Tonnen), kurzen Taktzeiten dank großer Geschwindigkeiten und Beschleunigungen sowie großem Arbeitsraum von einigen 10 Metern Kantenlänge lassen vielfältige Anwendungen in der Handhabung zu. Vor allem neue Anwendungsfelder, die von dem großen Arbeitsraum und den hohen Nutzlasten profitieren, machen eine neue Dimension in der Automatisierung möglich. Weiterhin sind Anwendungen in der Montage, Wartung und Inspektion von großen Strukturen wie beispielsweise Gebäuden denkbar.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dr.-Ing. Andreas Pott
Telefon +49 711 970-1221 I E-Mail andreas.pott@ipa.fraunhofer.de

Hubert Grosser | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://ipa.fraunhofer.de/index.php?id=17

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