Online Magazin für Konstruktion und Entwicklung

Hier finden Sie alles, was der Konstrukteur für seine Konstruktion und der Entwicklungsingenieur für seine Neuentwicklung vom Entwurf bis zur Qualitätssicherung in der Fertigung brauchen wie Produktneuheiten, deren Anwendungen, neue Technologien oder Forschungsergebnisse. Unternehmensmeldungen sowie Themen zu technologischen und Megatrends aller industriellen Branchen vervollständigen unser Angebot an Industrie News. Los geht's mit den Nachrichten.

Unternehmensmeldungen

Ebm-Papst will Industrielle Antriebstechnik an Siemens verkaufen
Die Ebm-Papst Gruppe hat angekündigt, den Geschäftsbereich Industrielle Antriebstechnik (IDT) an die Siemens AG zu verkaufen. Beide Seiten haben eine entsprechende Vereinbarung unterzeichnet.
Sensilo Werk Neubau von Jumo schreitet voran
Jumo errichtet im Technologiepark ein Werk für die Fertigung von Temperatur- und Drucksensoren mit einer Produktionsfläche von rund 13 000 m². Mit rund 50 Mio. Euro ist der Neubau die größte Investition in der Geschichte des Unternehmens.
3DExperience Word 2024 in Dallas
Zur 3DExperience World 2024 im Februar feierte Dassault Systèmes in Dallas, Texas, das 25-jährige Jubiläum der Veranstaltung. Das alljährlich stattfindende Anwendertreffen unterstützt die globale Community in der Entwicklung zukunftsfähiger Produkte und Prozesse.
Michael Koch GmbH bezieht neue Werkhalle
Im „Fabrikle“ von Michael Koch steht nun mehr Platz für die Montage kunden- und maschinenspezifischer sicherer Bremswiderstände zur Verfügung. Die neue moderne Halle wurde kürzlich von den Mitarbeitenden "im Sturm erobert".
Elon Musk verklagt OpenAI wegen Profitorientierung
Elon Musk reicht Klage gegen OpenAI und Geschäftsführer Sam Altman ein und wirft ihnen Vertragsbruch vor, das ursprünglich als gemeinnütziges konzipierte Unternehmen jetzt profitorientiert agiert.
FACHGEBIETE

Industrie News für Ihre Konstruktion und Entwicklung aus den Fachgebieten

Schaltschrank

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Auf zum intelligenten Antriebsstrang für Predictive Maintenance

Das Modul Roba-brake-checker oder die drehmomentmessende Wellenkupplung von Mayr sorgen für intelligente Sicherheit in der smarten Produktion.

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Kunststoffe

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Die ersten 100 Igus Fahrräder gehen auf die Straße

Die ersten 100 Igus Urban Bikes gehen auf die Straße und in Köln wird eine eigene Produktion mit einer Kapazität von 10.000 Fahrrädern aufgebaut.

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Kupplungen

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Drehmoment messende Wellenkupplung

Die smarte Stahl-Lamellenkupplung Roba-drive-checker von Mayr kann mehr als nur Drehmomente übertragen und Wellenversatz ausgleichen.

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Robotik

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Roboter für das Kabel-Handling programmieren

Artiminds Robotics stellt als Aussteller im Application Park der Hannover Messe eine Kabel-Handling-Anwendung zur präzisen Kabelsatzmontage vor.

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BRANCHENSPECIALS

Industrie News für Ihre Konstruktion und Entwicklung aus den Branchen

Lebensmitteltechnik

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Schmier- und Dichtungsoptimierte Linearführung

Schaeffler präsentiert Linearführungen für die Lebensmitteltechnik mit optimierten Dichtungen, Abstreifer und Langzeitschmiereinheit.

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Mobile Arbeitsmaschinen

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Flexibel anpassbares Gateway für die Agrartechnik

IFM Electronic stellt auf der Hannover Messe das Isobus Gateway vor, welches für landwirtschaftliche Geräte konzipiert und spezifisch anpassbar ist.

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Energietechnik

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All Electric Society – Zukunftsbild der Konnektivität

Harting gibt auf der Hannover Messe Preview einen Ausblick auf die Hannover Messe und zeichnet das Zukunftsbild einer „All Electric Society“.

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Umrichter

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Zertifizierter Servoregler mit Profisafe-Schnittstelle

Wittenstein stellt auf der Logimat einen sicherheitszertifizierte Servoregler mit Profisafe-Interface und integrierter Sicherheitskarte für FTS vor.

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MESSESPECIALS

Industriemesse News

Hannover Messe zweigt Energie für nachhaltige Industrie
Als ein vernetztes industrielles Ökosystem demonstrieren die Aussteller unter dem Leitthema Energizing a sustainable Industry, wie durch den Einsatz von Elektrifizierung, Digitalisierung und Automatisierung Klimaneutralität erzielt werden kann.
Control Messe 2024 | Branche freut sich schon auf Stuttgart
Die Control 2024, die bedeutende internationale Fachmesse für Qualitätssicherung, findet vom 23. bis 26. April in Stuttgart statt. Sie Messe legt einen besonderen Fokus auf Automatisierung und Digitalisierung.
SPS Nürnberg: Jetzt in 16 Hallen!
Die SPS – Smart Production Solutions vom 14. bis 16.11. 2023 verzeichnet ein deutliches Wachstum der Messe im Vergleich zum Vorjahr und ist auf dem Weg zum Vor-Corona-Niveau.

Mit ihrem Seilroboter gewann die Universität Duisburg-Essen den Igus Vector Award 2014 für die innovativste Energieketten-Anwendung. Der Roboter nutzt das Energieführungssystem „E-spool“, welches das Energieketten-Prinzip um eine zusätzliche Dimension erweitert. Die Universität möchte mit ihrem Seilrobotik-Konzept neue Aufgaben der Automatisierung erschließen und Anwendungen realisieren, die sich zuvor nicht automatisieren ließen.

Igus Seilroboter Uni Duisburg1

Inhalt

Seil als respektables Konstruktionselement

Ein Seil ist für einen gestandenen Ingenieur nicht unbedingt das Konstruktionsmittel erster Wahl. Erst auf den zweiten Blick zeigt sich, dass es durchaus respektable und häufige Anwendungen für Seile gibt. Beispiele sind das sicherste Transportmittel der Welt, der Aufzug oder die Personenbeförderung in der Vertikalen, die Seilbahn sowie die klassische Hebe- und Fördertechnik: Die meisten mobilen und stationären Krane arbeiten ebenfalls mit Seilen.

Diese Argumente führen Dr. Tobias Bruckmann und sein Team häufig an, wenn sie ihre Erfindung vorstellen, die in der Tat ungewöhnlich und erklärungsbedürftig ist. Denn die Mitarbeiter des Lehrstuhls für Mechatronik an der Universität Duisburg-Essen haben einen neuartigen Roboter entwickelt, der ohne Portal und ohne Knickarm arbeitet. Für das Verfahren des Lastaufnahmemittels im dreidimensionalen Raum sorgen acht bis zwölf Seile, die von Winden bewegt werden. Dass ein Großteil der Intelligenz und der Innovation in der steuerungstechnischen Synchronisation der Seilantriebe liegt, versteht sich von selbst.

Effizienter Transport auch über weitere Strecken

Welche Vorteile bietet ein solches Seilsystem? Zunächst ist der Seilroboter sehr viel leichter als alle anderen Robotertypen. Denn der Antrieb muss lediglich das Eigengewicht von Transportplattform und Greifer sowie die Last selber bewegen. Deshalb arbeitet das Handhabungssystem sehr energieeffizient und dynamisch. Und während ein Knickarmroboter in seiner Reichweite auf vielleicht 3 m begrenzt ist, kann ein Seilroboter schwere Lasten auch über Strecken von 40 oder 50 m transportieren. Außerdem lässt er sich aus wenigen und einfachsten Bauelementen konstruieren.

Die Universität hat ein Testsystem aufgebaut, das man im Internet auch in Aktion sehen kann. Der Roboter wird hier als Regalbediengerät an einem Hochregal eingesetzt. Das ist eine typische Anwendung aber keine sonderlich komplexe, weil sich die Plattform nur in zwei Dimensionen bewegt. Dr. Tobias Bruckmann: „Wir können mit dem Roboter auch dreidimensional im Raum positionieren. Alles, was wir dazu brauchen, sind sieben oder acht Seile und entsprechende Aufhängungs- oder Umlenkpunkte.“

Diese Idee hat auch die Jury des Igus Vector Award 2014 überzeugt und den Entwicklern des Seilroboters diese Auszeichnung als innovativste Energieketten-Anwendung verliehen. Denn zu den zahlreichen Detailaufgaben, die das Entwicklungsteam der Hochschule zu lösen hatte, gehörte die Energie- und Signalzuführung zum Ladungsträger. Es passte gut, dass die Kölner Kunststoffspezialisten zu jener Zeit gerade mit einer Innovation aufwarten konnte, die für derartige Anwendungen entwickelt wurde: die E-spool.

Beweglichkeit im Raum

Dieses System verbindet zwei Prinzipien der beweglichen Energiezuführung in einer Baueinheit: eine Standard-Energiekette, die mit einer Rolle auf- und abgerollt wird, und ein sogenanntes Twisterband, das die Leitungen in der Horizontalen führt. Diese Kombination führt dazu, dass Bewegungen gleich in zwei Dimensionen möglich sind, ähnlich einer Kabeltrommel. Dabei können mit der E-spool jedoch nicht nur elektrische Energie und Signale platzsparend und flexibel transportiert werden sondern auch Druckluft und Flüssigkeiten, da sie ohne Schleifring auskommt.


Wellgetriebe für Industrieroboter, Cobots und Handling


So können die unterschiedlichsten Leitungen auf engstem Raum in einem System verbunden und auch jederzeit ausgetauscht oder hinzugefügt werden. Die Kette wird selbsttätig abgewickelt; eine integrierte Rückholfeder sorgt stets dafür, dass die Energiezuführung die richtige Länge hat und auf Spannung gehalten wird. Das Twisterband. verbindet die Rolle mit dem Wellenbock, der als Schnittstelle zu den fest verlegten Leitungen liegt.

Rückholfeder unterstützt Systemdynamik

Die E-spool wurde ins Standardprogramm von Igus aufgenommen und ist in verschiedenen Auszugslängen mit jeweils einem oder zwei Twisterbändern lieferbar. Die maximale Auszugs- und Einzugsgeschwindigkeit liegt bei 1 m/s.


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Das System bewährt sich in der Testinstallation der Universität Duisburg-Essen bestens. Tobias Bruckmann: „Die E-spool wird an einem Fixpunkt über dem Regal aufgehängt. Die Kette folgt jeweils dem Lastaufnahmemittel. Die Kräfte, die die Kette einbringt, haben wir eingerechnet. Zusätzlich profitieren wir davon, dass die Rückholfeder die Dynamik des Systems noch unterstützt.“

Wenn die Seilroboter sich nicht in zwei sondern in drei Dimensionen bewegen sollen, können die Mechatroniker der Universität Duisburg-Essen eine Weiterentwicklung der E-spool einsetzen, die sich gerade im Prototypenstadium befindet: Die „Tri-spool“ kombiniert das Twisterband mit der dreidimensional beweglichen „Triflex“-Energiekette und erlaubt noch einen Freiheitsgrad mehr als die E-spool. In beiden Systemen kommen die robotergerechten „Chainflex“ Leitungen „CF Robot“ zum Einsatz, die dezidiert für bewegliche Anwendungen mit hoher Dynamik und vielen Biegezyklen entwickelt wurden.

Industrialisierung der Seilrobotik

Die Universität Duisburg-Essen beschäftigt sich schon seit einiger Zeit mit der Seilrobotik und hat bereits erste Applikationen realisiert. Beispielsweise erlaubt in einem Windkanal der Seilroboter die bewegliche Aufhängung von Testkörpern wie Flugzeugbauteilen. Zudem können verschiedene Winkel erzeugt werden, ohne dass die Strömung beeinflusst wird.

Jetzt wollen die Mechatroniker des Lehrstuhls die Vermarktung des Konzeptes vorantreiben und haben eine klare Strategie entwickelt. Dr. Tobias Bruckmann: „Wir sehen unser System nicht als Konkurrenz für die klassische Robotik. Vielmehr wollen wir neue Aufgaben der Automatisierung erschließen und Anwendungen realisieren, die sich zuvor nicht automatisieren ließen – zum Beispiel in Logistik, Gebäudereinigung und industrieller Produktion.“


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Deshalb hat die Universität ein Konsortium mit Unternehmen der Logistik gebildet, das den Einsatz der Seilrobotik in diesem Bereich vorantreiben wird. Generell sind die Wissenschaftler sehr optimistisch, dass sich das neue Roboterkonzept in der Industrie etablieren wird: „Die Aufmerksamkeit ist da – wir haben viele Anfragen für Seilroboter und werden in naher Zukunft sicherlich weitere Anwendungen in die Praxis umsetzen.“

Video zur Preisverleihung

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Autorenangabe
Christian Strauch

Christian Strauch ist Branchenmanager Material Handling bei der Igus GmbH in Köln.