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antriebstechnik 7/2021

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antriebstechnik 7/2021

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG DIE AUTOREN Kontakt des Objektes mit der Umgebung und sich selbst, Massenträgheit oder Materialsteifigkeiten nicht berücksichtigt. Diese Informationen können jedoch genutzt werden, um physikalisch unplausible Konfigurationen auszuschließen. Damit die Informationen über das physikalische Verhalten berücksichtigen werden können, wird eine physikalisch plausible Bewegung von einer Konfiguration in die nächste gefordert. Dies wird durch eine simulierte dynamische Bewegung unter physikalischen Randbedingungen erreicht. Eine dynamische Bewegung des Modells wird dabei durch die typischen Gleichungen der Mehrkörperdynamik für das als kinematische Kette modellierte biegeschlaffe Objekt sichergestellt: Dipl.-Ing. Markus Wnuk, Wissenschaftlicher Mitarbeiter Hierbei ist M die Massenmatrix welche die Trägheit des Objektes berücksichtigt, C beinhaltet die Coriolis- und Zentrifugalkräfte und bildet die dynamischen Anteile der Bewegung ab. D ist eine Dämpfungsmatrix mit der die dissipativen Energieanteile beispielsweise durch Reibung oder dämpfende Materialeigenschaften abgebildet werden. K erfasst die Materialsteifigkeiten. g und τ ext sind Kraftvektoren, wobei g die Gravitationskraft und τ ext alle externen auf das Objekt wirkenden Kräfte wie beispielsweise Kollisions- und Kontaktkräfte umfasst. τ imp sind Kräfte eines Impedanzreglers, welche auf die Freiheitsgrade des Modells gegeben werden, um für den Übergang zur neu geschätzten Konfiguration zu sorgen (Bild 04). Sie lassen das Modell unter Berücksichtigung physikalischer Randbedingungen von der vorherigen Konfiguration C 0 zu der aus den Bilddaten geschätzten aktuellen Konfiguration C t konvergieren: Manuel Zürn, M. Sc. , Wissenschaftlicher Mitarbeiter Christoph Hinze, M. Sc. , Wissenschaftlicher Mitarbeiter Mit k p und k v als Reglerparameter des Impedanzreglers und Δt sim als Zeitschrittweite eines Simulationsschritts. Somit können die physikalischen Randbedingungen bei der Schätzung der aktuellen Konfiguration durchgehend berücksichtigt werden. Der Ausgang des Beobachters ist dann die aktuelle aus den Bilddaten geschätzte Konfiguration welche die physikalischen Randbedingungen erfüllt. Das Konzept wird in aktuellen Arbeiten am ISW experimentell untersucht und validiert (Bild 05). AUSBLICK Die zuverlässige Erkennung von Lage und Form biegeschlaffer Bauteile ist für eine zukünftige Automatisierung industrieller Prozesse, welche die Handhabung biegeschlaffer Komponenten erfordern, unerlässlich. Erst die Fähigkeit den Istzustand zu erfassen, ermöglicht die Implementierung von geschlossenen Regelkreisläufen zur autonomen Handhabung durch Maschinen und Roboter. Potentielle Anwendungsfelder des entwickelten Ansatzes liegen in Aufgaben wie der Herstellung und Montage von Kabelbäumen in der Automobilindustrie, der Verkabelung von Schaltschränken oder auch Inspektion und Fehlerkontrolle von Kabel- und Schlauchverbindungen beispielsweise in der Luftund Raumfahrttechnik. Bilder: Aufmacherfoto: xiaoliangge/stock.adobe.com; sonst. ISW Stuttgart Dr.-Ing. Armin Lechler, Stellvertretender Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. Alexander Verl, Institutsleiter Alle Autoren sind tätig an der Universität Stuttgart, Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) 42 antriebstechnik 2021/07 www.antriebstechnik.de

MARKTPLATZ SICHERHEIT WIE AUS DER PISTOLE GESCHOSSEN Schraubverbindungen mit Sicherungslack sauber und präzise markieren, selbst an schwer erreichbaren Stellen – das ist möglich mit der Markierungspistole Screwmeleon von E.I.S. Euro Industry Supply. Diese schafft neue Qualitätsstandards beim Sichern, Plombieren und Signieren von Schraubverbindungen im Maschinen- und Anlagenbau. Wird der Lack mit der Pistole aufgetragen, verläuft er nicht. Durch die verschiedenen Spritzaufsätze aus Metall, die sich leicht reinigen lassen, kann man die Anwendung ohne Verkleben wiederholen. Außerdem kann jede Kartusche aufgrund der Pistolenkonstruktion vollständig entleert werden – so wird kein Lack wird verschwendet. Die Lackkartuschen für die Pistole sind befüllt mit Lacken unterschiedlicher Hersteller und in sieben Farben erhältlich. Angewendet wird die Pistole bereits von mehreren Unternehmen, z. B. in der Automobilindustrie. Das Gerät wird exklusiv über den Online-Shop euro-industry.com vertrieben. www.euro-industry.com ARRETIERBOLZEN GIBT AUSKUNFT ÜBER EIGENEN ZUSTAND Einen Arretierbolzen, bei dem ein integrierter Sensor den Betätigungszustand erfasst, gibt es in der Linie Feature Grip von Kipp. Das Signal wird im Pilzgriff verarbeitet und drahtlos an die Maschinensteuerung oder an ein mobiles Endgerät übertragen. Ob der Arretierbolzen gezogen ist oder nicht, kann der Anwender zentral abfragen. Über die Maschinensteuerung lässt sich so z. B. festlegen, dass der Bearbeitungszyklus erst dann beginnt, wenn alle Bolzen an der richtigen Stelle sind. So trägt der Bolzen zur Prozesssicherheit im Maschinenbau bei. Zur Anbindung an die Steuerung gibt es das passende Gateway K1494. Mit dieser Schnittstelle lassen sich die Bolzen in Maschinen integrieren und damit Betätigungszustände der Komponenten anzeigen, überprüfen und zur Prozesssteuerung nutzen. Es können Informationen von bis zu sechs Arretierbolzen zeitgleich weiterverarbeitet werden – diese Anzahl können Anwender jedoch mit zusätzlichen Gateways erweitern. www.kipp.com SERVOGETRIEBE-SERIE FLEXIBLER GEMACHT Die performancestarken Servogetriebe der Neco-Serie hat Nabtesco um zwei Baugrößen und eine weitere Gehäuseform erweitert. Diese ermöglichen mehr Möglichkeiten und größere Flexibilität bei der Automatisierung. Die Servogetriebe-Serie bietet Robotertechnologie für den allgemeinen Maschinenbau. Mit den beiden Neuzugängen umfasst die Serie jetzt fünf Baugrößen: 25, 42, 80, 125 und 160. Damit bietet sie eine passgenauere Getriebeauslegung. Während sich die Baugröße 80, die ein Nenndrehmoment von 784 Nm leistet, im mittleren Bereich einordnet, bildet das Neco-160 mit einem Nenndrehmoment von 1600 Nm den bisher oberen Abschluss. Eine Erweiterung für den Heavy-Duty-Bereich ist aber bereits in Planung. In puncto Motoradaption wurde bis dato die Gehäuseverschraubung von der Anwendungsseite (Typ A) aus realisiert. Jetzt gibt es auch für alle Baugrößen mit der Gehäuseform Typ B auch die konventionelle Variante, die von der Motorseite verschraubt werden kann. www.nabtesco.de METALLBALGKUPPLUNG FÜR KNIFFLIGE EINSÄTZE Die rostfreie Halbschalen-Metallbalgkupplung EWR von Enemac ist für anspruchsvolle Umgebungen konzipiert. Dazu gehören auch sterile oder säurehaltige Anwendungen sowie der den Lebensmittel- und Medizinbereich. Der Kupplungstyp ist aus A4- bzw. A2-Edelstählen gefertigt. Er ist besonders geeignet für den Einsatz in schwer zugänglichen Anlagen, in denen Bauraum knapp und die An- und Abtriebsaggregate starr oder in axialer Richtung nicht verschiebbar sind. Bei der Type werden die beiden unteren Nabenhälften zunächst demontiert und die Kupplung dann radial auf die Wellenenden aufgesetzt. Anschließend werden die losen Nabenhälften auf der gegenüberliegenden Seite der Welle angesetzt und mit Edelstahl-Klemmschrauben verbunden. Auch die Demontage ist unkompliziert und erfordert keine Hilfsmittel wie Abzieher. Die Kupplung im Hygienic Design ist in sieben Baugrößen für Nennmomente von 10 bis 1200 Nm und für Wellendurchmesser von 7 bis 85 mm erhältlich. www.enemac.de www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2021/07 43

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