Hexapod | Hochpräzise positionieren
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Hexapoden sind hochpräzise, mehrachsige Positioniersysteme, die Bewegungen in sechs Freiheitsgraden ermöglichen. Durch die Anordnung von sechs linearen Aktuatoren bieten sie außergewöhnliche Genauigkeit und Flexibilität. Der Hexapod wird in anspruchsvollen Anwendungen wie Forschung, Medizintechnik und Luft- und Raumfahrt eingesetzt, wo eine präzise Bewegungssteuerung gefordert ist.
Inhalt
- Hochpräziser Hexapod auf 6 Beinen im Submikrometerbereich
- Hexapod mit bürstenlosen DC-Motoren und Absolut-Encodern
Hochpräziser Hexapod auf 6 Beinen im Submikrometerbereich
19.03.2020 | Aerotech stellt mit dem HEX150 RC (Bild oben) einen neuen Hexapod vor. Mit 150 mm Durchmesser ergänzt dieser als kleinerer Bruder die bestehende Produktfamilie mit 500 und 300 mm Durchmesser. Neben dem Einsatz für die Qualitätssicherung in der Mess- und Prüftechnik eignet er sich besonders auch für Automotive, Elektronik, Maschinenbau und Medizintechnik.
Die mehrachsigen, parallel kinematischen Hexapoden sind präzise frei in alle Richtungen positionierbar. Bei einem mittigen Verfahrweg von 135 mm kann der kleine Bewegungskünstler mit seinen sechs Füßen bis zu 10 kg Nutzlast quasi vollkommen frei im Raum bewegen. Die sechs Freiheitsgrade machen das Mehrachssystem flexibel einsetzbar für die unterschiedlichsten Anwendungen.
Hochpräziser Hexapod im Submikrometerbereich
Der 150er Hexapod bietet eine hohe Tragfähigkeit mit großen Verfahrwegen und hohen Positioniergeschwindigkeiten von 50 mm/s. Das hochpräzise Positioniersystem verfügt über extrem steife Antriebsbeine. Bürstenlose, schlitzlose AC-Servomotoren sorgen für eine ultimative Leistung und lange Lebensdauer sowie höchste Präzision im Submikrometerbereich.
Dabei sind die AC-Servomotoren direkt mit der Kugelrollspindel verbunden. Das garantiert eine hohe Antriebssteifigkeit. Laut Hersteller ist der HEX150 RC derzeit der präziseste Hexapod am Markt. Schnelle Einschwingzeiten erlauben einen hohen Durchsatz bei sehr guten Wiederholgenauigkeiten.
Simulation des Hexapods im freien Raum
Die komplexe Kinematik des parallel kinematischen Hexapods erfordert einen nicht zu unterschätzenden Steuerungsaufwand. Die Steuerungsplattform A3200 und die darin integrierte, intuitive Simulationssoftware Hexgen Hexapod erfüllen hier die Anforderungen.
Die einfache Programmierung und Steuerung der Hexapoden in jedem benutzerdefinierten Koordinatensystem ist damit gegeben. Der Nutzer kann den verfügbaren Arbeitsraum visualisieren und simulieren, um mit seinem Hexapod Kollisionsbetrachtungen durchzuführen. Zudem kann er auch bereits vorkonfigurierte Modelle aus einer hinterlegten Bibliothek mit Standarddesigns direkt auswählen.
Um den kompletten Arbeitsprozess simulieren zu können, greift die AS3200 über eine Simulationsschnittstelle auf die offene Plattform Coppelia Robotics V-REP zu. Auf dieser Plattform lassen sich komplette Automatisierungsprozesse simulieren, die benötigten Roboteraktuatoren, Linear- oder Drehtische sowie Werkzeuge in einer 3D-Umgebung zusammenbauen.
„Wir unterstützen auch die Bildverarbeitung sowie Aufspannen und Vakuumaufnahme, um den gesamten Automationsprozess zu simulieren und das Kollisionsrisiko zu minimieren. Dadurch verkürzen sich Inbetriebnahme und Integration merklich“, resümiert Norbert Ludwig, Geschäftsführer der Aerotech GmbH in Fürth.
Hexapod Familie im Video
Hexapod mit bürstenlosen DC-Motoren und Absolut-Encodern
14.02.2018 | Parallelkinematische Hexapoden positionieren in sechs Freiheitsgraden und arbeiten dabei wesentlich präziser als das mit seriellen, also gestapelten Systemen möglich ist. Physik Instrumente stellt nun einen kompakten Hexapoden für die industrielle Automatisierung vor.
In Automatisierungsanlagen sind die Einbauverhältnisse aber meist sehr beengt und ein Mehrschichtbetrieb fordert langlebige Lösungen. Gleichzeitig ist durch die Enge oft die Kollisionsgefahr erhöht, beispielsweise wenn nach einem Not-Aus oder Stromausfall neu referenziert und damit unkontrolliert angefahren werden muss. Der kompakte Hexapod H-825 eignet sich für solche Positionier-Anwendungen.
Das parallelkinematische Positioniersystem arbeitet mit bürstenlosen DC-Motoren. Sie eignen sich besonders gut für hohe Drehzahlen, lassen sich sehr genau regeln und sorgen für hohe Präzision. Durch den Verzicht auf Schleifkontakte sind sie laufruhig, verschleißarm und erreichen eine hohe Lebensdauer. Absolut-Encoder, die auch im stromlosen Zustand eindeutige Lageinformationen liefern, machen Referenzfahrten überflüssig.
BLDC Motor für hohe Laufruhe und lange Laufzeit
Für eine kompakte Bauweise wurden die Antriebe „gefaltet“. Der Hexapod ist dadurch bei einem Durchmesser von 320 mm nur 195 mm hoch und kann Lasten bis 30 kg präzise, schnell und mit langen Betriebszeiten positionieren. Er eignet sich für Stellwege bis ±27,5 mm und Rotationsbereiche bis ±11,5°. Die kleinste Schrittweite liegt bei 0,3 μm in Richtung der X-, Y- und Z-Achse, bei einer Wiederholgenauigkeit bis ±0,1 μm bzw. ±2 μrad. Typische Anwendungsbereiche finden sich z. B. in der Mikromontage, Biotechnologie, Halbleiterfertigung oder bei der Ausrichtung optischer Systeme.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Aerotech, Physik Instrumente.
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