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DER KONSTRUKTEUR 10/2016

DER KONSTRUKTEUR 10/2016

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 01 Hexapoden (links) sind parallelkinematisch aufgebaut; d. h. die sechs Antriebe wirken gemeinsam auf eine einzige Plattform 02 Aufbau mit dem System Steve 6D (Stabilization Evaluation Equipment) für den Test der Bildstabilisierung in einer Kamera Noch höher sind die Anforderungen bei Smartphones. Sie werden beim Fotografieren oft am langen Arm oder mit spitzen Fingern gehalten, außerdem ist der Auslöser das Display, auf das von hinten gedrückt wird “. Parallelkinematik simuliert Tremor Bei mehrachsigen Testsystemen stoßen die bisher üblichen seriellen, also gestapelten Systeme allerdings an ihre Grenzen, denn die Führungsfehler addieren sich. Parallelkinematische Systeme bieten hier bessere Voraussetzungen. Ihre Vorteile sind vor allem die deutlich höhere Bahntreue, Wiederholgenauig - keit und Ablaufebenheit sowie die geringere bewegte Masse und damit eine höhere und für alle Bewegungsachsen gleiche Dynamik. Auch benötigen sie kein aufwendiges Kabelmanagement und bauen deutlich kompakter. „Mit den Hexapoden von Physik Instrumente haben wir Systeme gefunden, die sich für die Bewegungssimulation hervorragend eignen“, freut sich Wüller. „Der Tremor der Menschen geht bis etwa 12 Hz. D. h. die Tests müssen Frequenzen von 0 bis 12 Hz abdecken. Das Gros der geforderten Frequenzen spielt sich im Bereich zwischen 4 und 8 Hz ab. Die Hexapoden sind dafür geradezu prädestiniert.“ Für die Testsysteme entschieden sich die Bildstabilisierungsspezialisten für zwei unterschiedliche Hexapoden, je nach Gewicht der Prüflinge und der geforderten Stellwege: Der Mini-Hexapod H-811 wird in Testsystemen für Smartphones verwendet. Bei schwereren Kameras oder größeren Stellwegen kommt der universelle H-840 zum Einsatz. Beide sind von der CIPA bereits zertifiziert. Heute bewähren sich beide Hexapoden im praktischen Einsatz: Der Mini-Hexapod kann Schwingungen, z. B. rotatorische Bewegungen, mit einer Dynamik von 20 Hz über 0,1° Auslenkung simulieren. Dabei führt das parallelkinematische Positioniersystem wiederholbar eine definierte Prüftrajektorie aus. Es bietet Stellwege bis 34 mm in der XY-Ebene und bis zu 13 mm in Z-Richtung. Die Kippwinkel betragen 20° um die X- und Y-Achse und bis zu 42° um die Senkrechte. Der H-840 Hexapoden bieten eine sehr gute Bahntreue, Wiederholgenauigkeit und Ablaufebenheit sowie eine hohe Dynamik trägt höhere Lasten, bietet Stellwege bis 100 mm und Rotationswinkelwinkel bis 60°. Die Ansteuerung übernimmt bei beiden Hexapoden der leistungsfähiger Digitalcontroller C-887, der dank einer bedienerfreundlichen Software eine einfache Kommandierung ermöglicht. Die Positionen werden in kartesischen Koordinaten vorgegeben, alle Transformationen auf die sechs Einzelantriebe finden im Controller statt. Eine wesentliche Eigenschaft der Hexapoden ist der frei definierbare Rotations- oder Pivotpunkt. Damit kann die Bewegung der Hexapod-Plattform gezielt auf die je weilige Kamera abgestimmt und in den Gesamtprozess integriert werden. „Bei unseren Testsystemen schätzen wir diese Funktion, da das Kamerasystem auf dem Hexapod nicht immer so positioniert ist, dass der Bildsensor in der Mitte aller Freiheitsgrade liegt.“ erklärt Philipp Feldker, Entwicklungsingenieur bei Image Engineering. „Mit unserer Testsoftware lesen wir dann die Daten über die TCP/IP- Schnittstelle aus dem Controller aus und passen sie je nach Bedarf an“, ergänzt Wüller. Was wird getestet? Für die Tests wird der Hexapod auf einer Grundplatte befestigt. Auf seiner Plattform sind Kamerahalterung und ein Digitus, ein mechanischer Finger zum Auslösen der Kamera, montiert. Das Testchart wird formatfüllend aufgenommen. Während der Hexpod die Kamera gemäß der Prüftrajektorien bewegt, werden Aufnahmen vom Testchart gemacht. Im Anschluss wird die Bewegungsunschärfe aus diesen analysiert. Geprüft wird, wie sich die Breite von mehreren schrägen Kanten bei verschiedenen Belichtungszeiten und bei ein- oder ausgeschalteter Bewegungskompensation verhält. Die Bildstabilisierung soll dabei erreichen, dass die Verschiebungen im Bild geringer werden. Prinzipiell funktioniert eine Bildstabilisierung nicht nur in der Fotografie. Auch im Automobilbereich finden sich Beispiele, wo derartige Tests sinnvoll sind, z. B. bei der automatischen Verkehrszeichenerkennung, die auch bei starken Vibrationen und schlechten Lichtverhältnisse zuverlässig funktionieren soll. „Die Frequenzen liegen hier zwar höher, aber mit Hilfe entsprechender Hexpoden lassen sich auch dafür die passenden Testverfahren bereitstellen“, so Wüller abschließend. Bilder: Anlaufbild und Bild 1 PI; Bild 2 Image Engineering www.pi.ws 32 Der Konstrukteur 10/2016

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK Hochdynamische Hub-Dreh-Module Heben und Drehen sind in der Automation häufig vorkommende Bewegungen. Vielfach sind jedoch für jede Funktion zwei unterschiedliche Maschinenelemente im Einsatz. Mit dem Hub-Dreh-Modul kombiniert Dr. Tretter beide Funktionen in eine Einheit: Auf einer Hohlwelle wird eine Wendelnut eingeschliffen – wie beim Kugelgewindetrieb – und zusätzlich mehrere Längsnuten – wie bei der Drehmomentkugelbuchse. Auf dieser Welle sind nun zwei drehbar gelagerte Flanschmuttern angeordnet, die jede für sich, i. d. R. durch einen Servomotor, angetrieben werden. Damit lassen sich verschiedene Antriebszustände realisieren, die zu unterschiedlichen Bewegungszuständen der Welle führen: translatorisch, rotatorisch und kombiniert. www.tretter.de Lineareinheiten im oberen Leistungssegment Die Rollenführungen der Baureihe RK Monoline von Rose+Krieger sind in den gängigen Baugrößen 40 und 80 mit Zahnriemenantrieb oder ohne Antrieb als mitlaufende Momentenunterstützung erhältlich. Das variable Anbaukonzept ist für fast alle Motoren zu verwenden und erlaubt die nachträgliche Änderung der Motorposition. Profilnuten senken den Konstruktionsaufwand zur Befestigung der Nutzlast und erleichtern die kundenspezifische Integration. Das Modell mit Zahnriemenantrieb ist bis 4100 N belastbar, erreicht Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 10 m/s bei zulässigen Beschleunigungen bis 20 ms². www.rk-rose-krieger.com Markiersystem für kleine bis mittlere Werkstücke Das elektrische Nadelmarkiersystem ec1 von SIC Marking ersetzt das Vorgängermodell ec9. Es ist mit 635 x 300 x 311 mm zwar gleich groß, aber um 30 % leichter. Zudem wurden der Säulenweg um 30 mm und das Markierfenster von 100 x 100 mm auf 120 x 100 mm vergrößert. Das Gerät kombiniert Säulenmechanik und Controller und eignet sich besonders für die Markierung kleiner und mittelgroßer Werkstücke. Es produziert präzise Markierungen auf jedem Material, von Kunststoff bis zu gehärtetem Stahl. Das System hat eine elektromagnetisch ange - triebene Karbidnadel. Diese ermöglicht eine unveränderbare Kennzeichnung direkt in die Oberfläche des Materials. Dabei kann die Nadel mit Werkstoffen unterschiedlicher Form und Oberflächenbeschaffenheit umgehen. Es markiert bei einer Zeichengröße von 1 mm bis 99 mm. Je nach Material können Markierungen bis zu einer Tiefe von 0,3 mm bei einem Punktabstand von 0,05 mm mit hoher Geschwindigkeit präzise gesetzt werden. Im Fall des Falles ROBA ® -topstop ® Sicher fixieren statt improvisieren Wir stellen aus: MOTEK Stuttgart Halle 6/Stand 6325 „Wir haben als Hersteller von Präzisionsbearbeitungsmaschinen hohe Ansprüche an Qualität, Zuverlässigkeit und Sicherheit. Deshalb vertrauen wir seit 25 Jahren auf ROBA-stop ® Sicherheitsbremsen von mayr ® Antriebstechnik.“ Klaus Bauer, Leiter Konstruktion und Entwicklung Werkzeugmaschinenfabrik, WALDRICH COBURG GmbH Achtung sicherheitskritische Achse Nur ROBA-stop ® -Bremsen verwenden www.sic-marking.de D-87665 Mauerstetten, www.mayr.com info@mayr.com, Tel.: +49 (0) 8341/8040 Ihr zuverlässiger Partner

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