Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der Hexapod aus Dresden

18.04.2001


TU Dresden mit insgesamt fünf Exponaten auf der Hannover Messe (23. bis 28. April 2001):
Neues aus dem Maschinenwesen - Der Hexapod aus Dresden

Sechsfüßig ist er und "Felix" heißt er. Entwickelt haben diesen Hexapod (griech.: Sechsfüßer) Wissenschaftler vom Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik der TUD; gebaut wurde er von der Dr. Mader Maschinenbau GmbH Coswig, einem kleinen sächsischen Unternehmen des Sondermaschinenbaus. "Mit Felix ist uns eine Lösung gelungen, die in sich Vorteile einer herkömmlichen Sondermaschine und eines Gelenkroboters vereint," so Projektleiter Professor Knut Großmann. "Felix arbeitet so genau wie die Sondermaschine, kann aber zudem Werkstücke greifen, bewegen und ablegen wie ein Roboter." Das Geheimnis seiner Fähigkeiten liegt in der Parallelkinematik. Bei konventionellen Werkzeugmaschinen sind die Bewegungsachsen in ihrer funktionellen Wirkungskette in Reihe, also "seriell" angeordnet. Hingegen wird bei "Felix" die gewünschte Bewegung durch die Längenänderungen der gleichwertig nebeneinander, funktionell also parallel angeordneten Teleskopbeine erzeugt - daher wird diese Bauart als Parallelkinematik bezeichnet.
"Die Hexapodstruktur von Felix besteht aus den sechs Teleskopbeinen, die beide Plattformen miteinander verbinden. An ihren Enden sind die baugleichen Stabachsen mit Gelenken ausgestattet, die mit dem Grundgestell verbunden werden," erläutert Professor Großmann. Die Stabmechanik wurde so konstruiert, dass jeweils Dreiecke entstehen, die als stabilste geometrische Struktur gelten. Während die untere, größere Plattform feststehend verankert wurde, ist die obere Plattform dreh- und kippbar gelagert. An ihr ist eine Halterung angebracht, mit deren Hilfe Werkzeuge bzw. Werkstücke - durch Ein- und Ausfahren der Teleskopbeine - auf fast beliebigen Bahnen durch den Arbeitsraum bewegt werden. Ein Computer berechnet und koordiniert die Bewegungen.

Konzeptioneller Schwerpunkt für die Dresdner Wissenschaftler war, einen Prototypen zu entwickeln, der robust, einfach und sicher beherrschbar, vielseitig einsetzbar und vor allem kostengünstig ist. "Wir haben von Anfang an konsequent unter Kostengesichtspunkten konstruiert. Unser Hexapod sollte die Kostengröße eines Roboters besitzen (etwa ein Drittel des Preises einer vergleichbaren 5-Achs-Werkzeugmaschine). Wirtschaftlich interessant ist auch, dass er nicht nur prozessbedingte Bewegungsabläufe zum Bearbeiten ausführt, sondern wegen der relativ langen Verstellwege und der Winkelbeweglichkeit ohne größere Zusatzaufwendungen sich selbst am Rande des Arbeitsraums gespeicherte Werkzeuge oder Werkstücke holen und nach der Bearbeitung wieder ablegen kann. Das ist ein Ergebnis von Eigenschaften der parallelkinematischen Konstruktion," so Großmann.
Realisiert wird das Ganze durch eine anspruchsvolle PC-Steuerung, deren spezifische Software für den Hexapoden die Dresdner selbst entwickelten. Des weiteren ist es möglich, damit Simulationsmodelle aufzubauen, mit denen prozeßaktuell die Statik, Thermik oder die Eigengewichtsverlagerung korrigiert werden. "Man kann sagen, dass die Software, die außer Intelligenz nichts kostet, direkt den Wert der Maschine erhöht. Viele der Aufwendungen, die bei konventionellen Maschinen für die mechanische Genauigkeit getrieben werden müssen, kann in unserem Fall die Software ersetzen, da hier prinzipbedingt stets alle sechs Freiheitsgrade einer Korrektur zugängig sind", erläutert der Professor.
Mit dem Hexapod Felix wurde ein flexibel einsetzbarer Prototyp konstruiert. Mit geringen Aufwendungen kann er modifiziert werden; da keine Antriebe überstehen, kann er auf dem Fußboden, an der Wand oder sogar an der Decke befestigt werden. Er besteht aus relativ einfachen mechanischen Komponenten, die überwiegend als Kaufteile erhältlich sind. Diese Profile, Gewindespindeln und Gelenke sind preiswert, schnell montiert, robust und wartungsarm. Durch die spezifische Konstruktion entstehen zudem aus den statischen Belastungen nur Zug- und Druckspannungen, aber keine Biegemomente.
Felix’ Einsatzmöglichkeiten reichen von Laserbearbeitung über das Entgraten von Guss-Rohlingen bis zur Formbearbeitung von Holz- und Kunststoffteilen, wo er auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten Genauigkeiten von 0,1 Millimeter erreicht. Der Hexapod legte symbolisch am 30. Mai 2000 den Grundstein zur Chipfabrik von Infineon Technologies Dresden.

Kontakt: TU Dresden, Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik, Professor Knut Großmann, 01062 Dresden, Telefon (03 51) 4 63-43 58, Fax: (03 51) 4 63-70 73, E-Mail: grossmann@iwm.mw.tu-dresden.de oder auf der Hannover Messe, Halle 18, I. OG, Stand M16, "Forschungsland Sachsen", Telefon (05 11) 8 94 76 25

Birgit Berg | idw

Weitere Berichte zu: Hexapod Plattform Werkstück Werkzeugmaschine

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Kleben ohne Klebstoff - Schnelles stoffschlüssiges Fügen von Metall und Thermoplast
22.02.2018 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

nachricht Wackelpudding mit Gedächtnis – Verlaufsvorhersage für handelsübliche Lacke
15.12.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Von Hefe für Demenzerkrankungen lernen

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Sektorenkopplung: Die Energiesysteme wachsen zusammen

22.02.2018 | Seminare Workshops

Die Entschlüsselung der Struktur des Huntingtin Proteins

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics