Auf drei Beinen schnell durch den Raum

Wesentliche Komponenten des Tripods sind Arbeitsplattform, Kugelgelenke und Motorspindel. Die Streben mit den Linearmotoren sind durch Faltenbälge vor Verschmutzung geschützt. <br>© Fraunhofer IWU

Je nach Bauweise können Werkzeugmaschinen ihre Bewegungen nacheinander oder gleichzeitig durchführen. Parallelkinematiken sind aufwändiger zu steuern, aber schneller und präziser. Auf der Messe EMO in Hannover stellen Ingenieure ihren „Tripod“ vor.


„Seriell“ und „parallel“ sind Begriffe, die am ehesten von Schnittstellen am PC bekannt sind. Seriell heißt, Vorgänge wie das Übertragen von Daten nacheinander ablaufen zu lassen und parallel eben gleichzeitig und nebeneinander. Ein serieller Aufbau von Bearbeitungsmaschinen bedeutet, dass eine bewegliche Baugruppe auf der nächsten sitzt – wie etwa bei gewöhnlichen Industrierobotern. Dieser Bauweise oder Kinematik sind in Beschleunigung und Ruck enge Grenzen gesetzt, die sich nur mit hohem technischen Aufwand und entsprechenden Kosten überwinden lassen.

Einen Ausweg bieten gänzlich andere Bauweisen: Parallele Kinematiken. Ein Beispiel dafür ist der Tripod, den Ingenieure vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz entwickelt und gebaut haben: Bei dieser Werkzeugmaschine sind drei Streben über Drehgelenke an einer festen Gestellplattform befestigt. Am anderen Ende der drei „Beine“ befindet sich die Bearbeitungsplattform an Kugelgelenken. Sie wiederum trägt die Motorspindel, die etwa ein zerspanendes Werkzeug aufnimmt und antreibt. Mit Linearmotoren kann die Länge der Streben synchron verändert werden. Dadurch lässt sich der Bearbeitungskopf um ± 30 Grad kippen und um bis zu 30 Zentimeter aus- und einfahren. Für die Steuerung bedeutet dies eine Transformation von orthogonalen Werkstück- in parallele Strebenkoordinaten. In Verbindung mit zwei weiteren Linearachsen ist somit eine simultane 5-Achsbearbeitung möglich.

Besonders im Werkzeug- und Formenbau, aber auch in der Flugzeugindustrie wünscht man sich hohe effektive Bearbeitungsgeschwindigkeiten gepaart mit hoher Präzision – und das auch noch bei komplex geformten Teilen. Da in der parallelen Bauweise weniger Masse bewegt wird, können neue Positionen im Raum schneller angefahren werden. Lasten und Kräfte der Plattform wirken immer auf alle Baugruppen. Wegen der geringeren Verformung kommt dies letztlich der Positioniergenauigkeit des Werkzeugs zugute. „Das neue Konzept dieser Parallelkinematik haben wir insbesondere für die Finish-Bearbeitung konzipiert“, resümiert IWU-Abteilungsleiter Steffen Nestmann. „Die Bearbeitungszeiten für komplizierte Teile mit stark gekrümmten Freiformflächen betragen gegenüber konventionellen 5-Achs-Maschinen nur etwa 70 Prozent.“ Nestmann und seine Mitarbeiter präsentieren ihren Tripod und sein Konstruktionsprinzip auf der EMO in Halle 12. Die „Weltausstellung der Fertigungstechnik“ findet vom 14. bis 21. September in Hannover statt.

Ansprechpartner:
Dr. Steffen Nestmann
Telefon: 03 71 / 53 97-4 41, Fax: -64 41
steffen.nestmann@iwu.fraunhofer.de

Dipl.-Betriebswirt Janko Mauksch
Telefon: 03 71 / 53 97-3 35, Fax: -63 35
janko.mauksch@iwu.fraunhofer.de

Media Contact

Dr. Johannes Ehrlenspiel idw

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie

Dieses Fachgebiet umfasst wissenschaftliche Verfahren zur Änderung von Stoffeigenschaften (Zerkleinern, Kühlen, etc.), Stoffzusammensetzungen (Filtration, Destillation, etc.) und Stoffarten (Oxidation, Hydrierung, etc.).

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Trenntechnologie, Lasertechnologie, Messtechnik, Robotertechnik, Prüftechnik, Beschichtungsverfahren und Analyseverfahren.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Eiskernprojekt beendet zweite Antarktis-Saison erfolgreich

Bohrprojekt Beyond EPICA erreicht eine Tiefe von 808 Metern im antarktischen Eisschild. Die zweite Antarktis-Saison des Eiskern-Bohrprojekts Beyond EPICA – Oldest Ice wurde erfolgreich abgeschlossen. Das internationale Forschungsprojekt wird von…

Mobilfunksystem für die zuverlässige Fernsteuerung von Drohnen

Unterbrechungsfreie Datenübertragung für unbemannte Flugkörper. Drohnen sind immer häufiger auch außerhalb der Sichtweite der steuernden Person unterwegs. Jedoch eignen sich konventionelle Fernsteuerungen aufgrund ihrer Reichweitenbegrenzung nicht für solche Flüge. Einfache…

Energetischer Quartiersumbau für bezahlbares Wohnen

Im Großprojekt »smood® – smart neighborhood« arbeiteten in den vergangenen Jahren unter wissenschaftlicher Beteiligung von Fraunhofer 16 Unternehmen, vier Forschungseinrichtungen und ein Verein an der Zukunft der energetischen Sanierung: Vom…

Partner & Förderer