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

nachricht Smarte Rollstühle, vorausschauende Prothesen
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: Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

Physiker haben eine lichtmikroskopische Technik entwickelt, mit der sich Atome auf der Nanoskala abbilden lassen. Das neue Verfahren ermöglicht insbesondere, Quantenpunkte in einem Halbleiter-Chip bildlich darzustellen. Dies berichten die Wissenschaftler des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel zusammen mit Kollegen der Universität Bochum in «Nature Photonics».

Mikroskope machen Strukturen sichtbar, die dem menschlichen Auge sonst verborgen blieben. Einzelne Moleküle und Atome, die nur Bruchteile eines Nanometers...

Im Focus: Optical Nanoscope Allows Imaging of Quantum Dots

Physicists have developed a technique based on optical microscopy that can be used to create images of atoms on the nanoscale. In particular, the new method allows the imaging of quantum dots in a semiconductor chip. Together with colleagues from the University of Bochum, scientists from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute reported the findings in the journal Nature Photonics.

Microscopes allow us to see structures that are otherwise invisible to the human eye. However, conventional optical microscopes cannot be used to image...

Im Focus: Vollmond-Dreierlei am 31. Januar 2018

Am 31. Januar 2018 fallen zum ersten Mal seit dem 30. Dezember 1982 "Supermond" (ein Vollmond in Erdnähe), "Blutmond" (eine totale Mondfinsternis) und "Blue Moon" (ein zweiter Vollmond im Kalendermonat) zusammen - Beobachter im deutschen Sprachraum verpassen allerdings die sichtbaren Phasen der Mondfinsternis.

Nach den letzten drei Vollmonden am 4. November 2017, 3. Dezember 2017 und 2. Januar 2018 ist auch der bevorstehende Vollmond am 31. Januar 2018 ein...

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leichtbau zu Ende gedacht – Herausforderung Recycling

23.01.2018 | Veranstaltungen

Die Flugerprobung des Airbus A320neo

23.01.2018 | Veranstaltungen

15. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

22.01.2018 | Veranstaltungen

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

Optisches Nanoskop ermöglicht Abbildung von Quantenpunkten

23.01.2018 | Physik Astronomie

Neue Formeln zur Erforschung der Altersstruktur nicht-linearer dynamischer Systeme

23.01.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Dreifachblockade am Glioblastom

23.01.2018 | Medizin Gesundheit

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