Dieser Tagungsband enthält die Beiträge der Getriebetagung 2022 in Chemnitz. Die Getriebetagung, nun organisiert von drei Lehrstühlen deutscher Universitäten, hat eine lange Tradition als Treffpunkt für Konstrukteure, Ingenieure und Wissenschaftler, die sich mit innovativen Antriebslösungen beschäftigen.
Branchenübergreifend unterliegen heute weltmarkttaugliche Lösungen von Bewegungsaufgaben einem ganzheitlichen Systemansatz. Dieser ist geprägt durch das Zusammenspiel neuster Forschungsergebnisse und Innovationen der Antriebs- und Getriebetechnik, der Regelungs-, Steuerungs- und Automatisierungstechnik und der Werkstoff- und Konstruktionstechnik, wobei die Methoden der virtuellen Produktentwicklung den Entwicklungsalltag mehr und mehr dominieren. Nur so ist es möglich, ressourcen- und energieeffiziente Produkte in immer kürzerer Zeit zu entwickeln.
Die Möglichkeit, Bewegungsaufgaben, aufgaben-individuell mit einer minimalen Anzahl von Antrieben mittels Mechanismen zu realisieren, muss vor der immer dringlicher werdenden Notwendigkeit der Energieeinsparung weiter vorangetrieben werden. Daher stellt sich die Frage, wo die nichtlinearen Übertragungs- und Führungsgetriebe in Form von Koppel-, Kurven-, Riemen- oder Rädergetrieben auch im Zusammenspiel mit der Robotik ihren Platz finden. Die Möglichkeiten der additiven Fertigung und des automatisierten Entwurfs werden auf jeden Fall die Nutzung klassischer Mechanismen zunehmend attraktiver machen.
Der “Schreitkrabbler” - ein einfacher Mechanismus mit verblüffender Wirkung
The shipbuilding industry demanded a new principle for the uphill welding
of sections with hollow and full welded seams. The welded parts are
made by ferritic steel, so a basic principle based on permanent magnets
was preferred and guided to a linkage based walking mechanism.
Jörg Müglitz
https://doi.org/10.30819/5552.01 pp: 9-21 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Aus dem Schiffbau entstammt die Anregung, für das Schweißen in
steigender Position nach einem alternativen Bewegungs- und
Halteprinzip zu suchen. Unter dem Eindruck der immensen Haftkraft
moderner Permanentmagneten wurde versucht, einen
industrietauglichen Schreitmechanismus, einfach und schutzfähig, zu
entwickeln. Der Artikel beschreibt den Weg von der Idee über
Funktionsmodelle zu einem in industriellem Umfeld erprobten
Prototypen. Dessen spezielle Gebrauchseigenschaften leiten sich
wesentlich aus den zu Grunde liegenden mechanismentechnischen
Lösungen ab und beweisen, dass die Mechanismen in der modernen
Industrie sehr wohl ihren Platz haben und neue, unkonventionelle
technische Lösungen hervorbringen können.
Analyse von Koppel-, Kurven-, Räderund Räderkoppelgetrieben mit Mechanism Developer (MechDev)
Analysis of linkages, cam mechanisms, gear mechanisms and
geared linkages with Mechanism Developer (MechDev)
Due to the development of servo motors, complex motion tasks are less
and less often solved with the help of unevenly translating mechanisms
from classic mechanism theory. Nevertheless, there are some reasons
for using unevenly translating mechanisms, but there are fewer and
fewer engineers with the necessary expertise to design them. At the Institute
of Mechanism Theory, Machine Dynamics and Robotics (IGMR)
of RWTH Aachen University, the software Mechanism Developer
(MechDev) is developed, which allows the design engineer to intuitively
design a mechanism without specialized knowledge. This article shows
the functional range of the software by means of a practical application
example.
Thomas Knobloch, Vincent Brünjes, Mathias Hüsing, Burkhard Corves
https://doi.org/10.30819/5552.02 pp: 23-31 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Die Entwicklung von Servomotoren sorgt dafür, dass komplexe Bewegungsaufgaben
immer seltener mithilfe von ungleichmäßig übersetzenden
Getrieben aus der klassischen Getriebetechnik gelöst werden.
Trotzdem gibt es einige Gründe für die Verwendung von ungleichmäßigen
Getrieben, für deren Auslegung es jedoch immer weniger Ingenieure
mit dem nötigen Fachwissen gibt. Am Institut für Getriebetechnik, Maschinendynamik
und Robotik (IGMR) der RWTH Aachen University wird
die Software Mechanism Developer (MechDev) entwickelt, mit dessen
Hilfe der Konstrukteur ohne tiefgreifende Fachkenntnisse ein Getriebe
intuitiv auslegen kann. Dieser Beitrag zeigt den Funktionsumfang der
Software anhand eines praktischen Anwendungsbeispiels.
Auslegung und Fertigung von Viergelenkgetrieben mittels Konstruktionsbibliotheken und additiver Fertigung
Design and manufacture of four-bar linkages by means of design libraries
and additive manufacturing
The following article presents a development and manufacturing process in
which a mechanism is designed, constructed and manufactured by means
of additive manufacturing based on a motion task under geometric and
functional boundary conditions. The Matlab library SG-Lib (Solid Geometry)
is used, which is developed at the chair MiMed and is available for download
at GitHub for all those who want to design and build mechanisms.
Marie Lüth, Franz Irlinger, Tim C. Lüth
https://doi.org/10.30819/5552.03 pp: 33-43 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Der folgende Beitrag stellt einen Entwicklungs- und Fertigungsprozess vor,
bei dem ausgehend von einer Bewegungsaufgabe unter geometrischen
und funktionalen Randbedingungen, ein Mechanismus entworfen, auskonstruiert
und mittels additiver Fertigung hergestellt wird. Zum Einsatz kommt
die Matlab-Bibliothek SG-Lib (Solid Geometry) die am Lehrstuhl MiMed
entwickelt wird, und für alle, die Mechanismen entwerfen und bauen wollen,
zum Download bei GitHub zur Verfügung steht.
Vergleich von Simulation und Messung am Prototyp eines sphärischen Schlittenantriebes
The article deals with a spherical handling system and goes into detail
about the belt drive used on the curve. With the aim of improving
performance, the existing sliding friction was transferred to a roller
bearing and comparatively examined with regard to the drive
performance. With the help of a simulation model of the curve guide in
SimulationX it is checked whether the drive design of the belt is also
possible without a real model. A further investigation compares the
theoretical or simulated positioning accuracy with the real accuracy of
the system at the TCP.
Luise Brinster, Daniel Garbe, Maik Berger
https://doi.org/10.30819/5552.04 pp: 45-58 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Der Beitrag befasst sich mit einem sphärischen Handhabungssystem
und geht dabei detailliert auf den verwendeten Riemenantrieb am Bogen
ein. Die vorhandene Gleitreibung wurde mit dem Ziel der Leistungsverbesserung
in eine Wälzlagerung überführt und hinsichtlich der
Antriebsleistung vergleichend untersucht. Mit Hilfe eines Simulationsmodells
der Bogenführung in SimulationX wird überprüft, ob die
Antriebsauslegung des Riemens auch ohne ein physisches Modell
möglich ist. Eine weiterführende Untersuchung vergleicht die
theoretische bzw. simulierte Positioniergenauigkeit mit der realen
Genauigkeit des Systems am TCP.
Analytische Berechnung C2-stetiger Schritt-Rast-Bewegungen mit vorgegebener Rasttoleranz
Analytical calculation of C2-continuous rise-to-dwell motions with
specified dwell tolerance
In this paper, an analytically computable approach for the synthesis of
C2-continuous rise-to-dwell motions with a given dwell tolerance is presented.
Motion tasks of this type frequently arise in the development of
processing machines. The presented approach not only enables the efficient
online computation in flexible mechatronic applications, but also
shows favorable properties for the application in electromechanical drive
systems.
Clemens Troll
https://doi.org/10.30819/5552.05 pp: 59-74 2022-09-15
Keywords:
Abstract
In diesem Beitrag wird ein analytisch berechenbarer Ansatz zur Synthese
C2-stetiger Schritt-Rast-Bewegungen mit vorgegebener Rasttoleranz vorgestellt.
Bewegungsaufgaben dieser Art treten häufig in der Entwicklung von
Verarbeitungsmaschinen auf. Der dargestellte Ansatz ermöglicht nicht nur
die effiziente Online-Berechnung in flexiblen mechatronischen Anwendungen,
sondern weist weiterhin günstige Eigenschaften für die Anwendung in
elektromechanischen Antriebssystemen auf.
Zur Visualisierung von Bewegungsfunktionn in der v-a-Ebene
On Visualizing Motion Functions in the Velocity-Acceleration
Plane / Abstract
In this contribution we discuss the advantages and disadvantages of visualizing
motion functions in the velocity-acceleration-plane which was introduced
by Broquère for depicting time-optimal seven-segment profiles
with restricted jerk. His representation will be used in this contribution
and it will be extended for jerk-continuous functions.
Burkhard Alpers
https://doi.org/10.30819/5552.06 pp: 75-86 2022-09-15
Keywords:
Abstract
In diesem Beitrag werden die Vor- und Nachteile der Visualisierung von
Bewegungsfunktionen in der Geschwindigkeits-Beschleunigungs-Ebene
bei gegebenen kinematischen Restriktionen diskutiert. Die Darstellung
wurde von Broquère eingeführt, um zeitoptimale Sieben-Segmente-Profile
mit Ruckbegrenzung zu untersuchen. Seine Darstellung wird im Beitrag
aufgegriffen und auf ruckstetige Funktionen erweitert, die sich ähnlich
visualisieren lassen.
Taktzeitoptimale Bewegungsauslegung mit Hilfe normierter Bewegungsgesetze nach VDI 2143 für Rast-in-Rast-Bewegungsaufgaben
Cycle time-optimal motion design using normalized motion
functions of VDI 2143 for rest-in-rest motion tasks / Abstract
This article summarizes the most important extensions of the second edition
of the VDI 2143 guideline, whose first edition has been tried and
tested for over 40 years and is due to be republished soon. The guideline
committee made a conscious decision to expand the complex of motion
design of cam gears to include motion control systems in the second edition,
in order to compile a set of rules that corresponds to the state of the
art. Further design methods of electromotive drives are also presented
to demonstrate possible tool applications utilized within the new guideline.
Claas D. Nanninga, Maik Berger, Thorsten Speicher
https://doi.org/10.30819/5552.07 pp: 87-100 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Dieser Beitrag fasst die wichtigsten Erweiterungen der zweiten, komplett
überarbeiteten Ausgabe der seit über 40 Jahren bewährten Richtlinie
VDI 2143 zusammen, die demnächst erscheinen soll. Das Richtliniengremium
hat sich dabei bewusst entschlossen, den Komplex der Bewegungsauslegung
von Kurvengetrieben auf Motion-Control-Systeme auszuweiten,
um ein dem Stand der Technik entsprechendes Regelwerk zusammenzustellen.
Zudem werden weiterführende Auslegungsmethoden
elektromotorischer Antriebe angesprochen, um Anwendungsmöglichkeiten
der in der neuen Richtlinie enthaltenen Werkzeuge aufzuzeigen.
Verringerung des Schleppfehlers an geregelten Antrieben
Reducing of tracking-deviation on controlled drives.
The subject of this paper is an experimental method to determine an optimal
torque feedforward-signal to get minimal tracking-deviation. The
method is limited for periodic working mechanism with one degree-offreedom.
Steffen Bohnhorst
https://doi.org/10.30819/5552.08 pp: 101-108 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Dieses Paper beschreibt eine experimentelle Methode zur Bestimmung
eines optimalen Vorsteuermomenten-Verlaufes zur Minimierung des Lagefehlers.
Die Methode beschränkt sich auf periodisch arbeitende Mechanismen
mit einem Freiheitsgrad.
Synthese des Verformungsverhaltens von nachgiebigen Elementen mittels Phasenportrait-Methode
Synthesis of deformation behavior of compliant elements by phase
portrait method
Mechanisms with compliant elements have a high lightweight potential
due to their reduced diversity and weight of components. For their targeted
synthesis, a so-called phase portrait method has been presented
in this article [1], which allows the prediction of large deformations with
sufficient accuracy. However, the mathematical treatment of the inherent
differential equations and derivation of a phase portrait or the concrete
deformation pattern are complex and time-consuming. To solve this
problem and to achieve a fast and clear representation, this article also
includes the development of a graphical user interface (GUI) for the
synthesis of the deformation behavior of compliant elements using the
phase portrait method.
Zhenbi Wang, Marco Zichner, Niels Modler, Uwe Hanke, Anja Winkler
https://doi.org/10.30819/5552.09 pp: 109-120 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Mechanismen mit nachgiebigen Elementen haben aufgrund ihrer reduzierten
Teilevielfalt und ihres geringeren Gewichts ein hohes Leichtbaupotenzial.
Für ihre gezielte Synthese wurde in diesem Artikel die
Phasenportrait-Methode vorgestellt [1], mit der große Verformungen mit
ausreichender Genauigkeit vorhergesagt werden können. Die mathematische
Behandlung der inhärenten Differentialgleichungen und die
Ableitung eines Phasenportraits bzw. des konkreten Verformungsbildes
sind jedoch komplex und zeitaufwendig. Um dieses Problem zu lösen
und eine schnelle und anschauliche Darstellung zu erreichen, umfasst
dieser Artikel auch die Entwicklung einer grafischen Benutzeroberfläche
(GUI) für die Synthese des Verformungsverhaltens von nachgiebigen
Elementen mittels Phasenporträt-Methode.
Steuerung von Compliant-Mechanismen durch Reinforcement Learning
Controlling of compliant-mechanisms with reinforcement learning
Driving compliant-mechanisms to target positions is particularly challenging
since it is not or hardly possible to set up the inverse kinematics with
analytical models. On the basis of an exemplary compliant-mechanism,
this work shows how machine learning methods can be applied to successfully
learn the corresponding kinematics. This allows statements
on how the actuators have to be controlled in order to reach arbitrary
points with the mechanism.
Lars Muschalski, Joanna Wollmann, Andreas Hornig, Niels Modler
https://doi.org/10.30819/5552.10 pp: 121-131 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Das Ansteuern von Compliant-Mechanismen zu Zielpositionen ist besonders
herausfordernd, da analytische Modelle die inverse Kinematik
nicht oder nur teilweise aufstellen können. Anhand eines beispielhaften
Compliant-Mechanismus zeigt diese Arbeit wie Methoden des Machine
Learning angewandt werden können, um die entsprechende Kinematik
erfolgreich zu lernen. Damit sind Aussagen über die Ansteuerungen der
Aktuatoren möglich, mit deren beliebige Punkte mit dem Mechanismus
erreicht werden.
Eine Methode zur Optimierung nachgiebiger Mechanismen
A method for optimising compliant mechanisms
In this paper, a method is presented which can be used to optimize the
deformation behavior of compliant mechanisms. The method is based on the
theory of large deformations of rod-like structures. The calculation is carried
out with numerical solution methods in Python. For the optimisation, flexure
hinges are displaced along a given beam axis. Through parameter studies
of three mechanisms, the effect of the hinge position on the deformation
behaviour is first highlighted. Finally, the calculation method is successfully
verified using the results obtained from the parameter studies.
Hannes Jahn, Stefan Henning, Lena Zentner
https://doi.org/10.30819/5552.11 pp: 133-142 2022-09-15
Keywords:
Abstract
In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, mit deren Hilfe nachgiebige
Mechanismen bezüglich ihres Verformungsverhaltens optimiert
werden können. Berechnungsgrundlage der Methode ist die Theorie großer
Verformungen stabförmiger Strukturen. Die Berechnung erfolgt mit numerischen
Lösungsverfahren in Python. Für die Optimierung werden Festkörpergelenke
entlang einer vorgegebenen Balkenachse verschoben. Durch
Parameterstudien dreier Mechanismen wird zunächst die Auswirkung der
Gelenkposition auf das Verformungsverhalten herausgestellt. Abschließend
wird die Berechnungsmethode mit Hilfe von den aus den Parameterstudien
resultierenden Ergebnissen erfolgreich verifiziert.
Leichtgewichtige prototypische Mechanismensimulation im Web-Kontext
The possibilities for simulating and analyzing planar mechanisms with
web applications are currently very limited.
Therefore, an impulse-based approach for modeling and simulating
planar mechanisms using Nodes and Constraints is presented, which
completely ignores kinematic quantities. The developed Javascript simulation
libraries and their usage is described by many examples. Finally,
some complex examples show the power of the new approach.
Pascal Schnabel, Stefan Goessner
https://doi.org/10.30819/5552.12 pp: 143-154 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Die Möglichkeiten zur Simulation und Analyse ebener Mechanismen
mithilfe von Webanwendungen sind bislang sehr stark begrenzt.
Aus diesem Anlass wird ein impulsbasierter Ansatz zur Modellierung
und Simulation planarer Mechanismen mithilfe von Nodes und Constraints
vorgestellt, der vollständig auf kinematische Größen verzichtet.
Im Anschluss folgt die Vorstellung der eigens entwickelten Javascript-
Simulationsbibliotheken sowie eine Erklärung zu deren Anwendung an
einer umfangreichen Anzahl von Beispielen. Zudem wird durch einige
komplexere Beispiele die Mächtigkeit des Verfahrens demonstriert.
Lastfreie Kontaktanalyse in der Toolbox next|Gear zur Optimierung der Mikro- und Makrogeometrie für Spezialverzahnungen
Load-free tooth contact analysis with the toolbox next|Gear for
optimization of micro and macro geometry of special gearboxes
This article shows the calculation and optimization of the micro geometry
of the HypoGear gearbox. For this purpose, the matlab toolbox next|Gear
was used, which is based on the conjugation of tooth flanks according to
the general law of gearing. A modular structure with numerous function
blocks for basic geometry calculation, tooth profile design, conjugation
workflows, flank modification and also evaluation algorithms, such as
load-free tooth contact analysis, enables the conceptual design and
optimisation of special gears.
Florian Eigner, Martin Hipp, Maik Berger
https://doi.org/10.30819/5552.13 pp: 155-168 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Dieser Artikel zeigt die Berechnung und Optimierung der Mikrogeometrie
des Getriebes HypoGear. Hierzu wurde das in Matlab programmierte
Tool next|Gear verwendet, dass auf der Konjugation von Zahnflanken
nach dem allgemeinen Verzahnungsgesetz basiert. Ein modularer Aufbau
mit zahlreichen Funktionsblöcken zur Grundgeometrieberechnung,
zum Zahnprofildesign, zur Flankenmodifikation und zur Auswertung, wie
der lastfreien Kontaktanalyse, ermöglicht die Konzeptionierung und Optimierung
von Spezialverzahnungen als desruptives Lösungsverfahren.
Nicht-koaxial gekoppelte Umlaufrädergetriebe zur Einleitung von Zusatzbewegungen in die Hauptspindel einer Werkzeugmaschine
Non-coaxially coupled planetary gearboxes for introducing
additional movements into the main spindle of a machine tool.
Resource and cost efficiency for machine tool drive systems means,
among others, operation at optimum working points. The article shows
an example of a drive concept combined of direct drive and planetary
gears, in which an additional drive supports a main spindle as required.
The basis is the non-coaxial coupling of e. g. open planetary gears, used
in three-shaft operation.
First, methods of calculation and conception of non-coaxially coupled,
especially open planetary gears are presented. Two drive concepts (orbital
machine tool; demand-oriented main spindle support) exemplarily
show the possibilities of this gear coupling. A selection algorithm incl.
reduction of possible coupling variants by minimum requirements is referred
to.
Tino Freigang
https://doi.org/10.30819/5552.14 pp: 169-180 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Ressourcen- und Kosteneffizienz bedeuten für Antriebssysteme von
Werkzeugmaschinen u. a. den Betrieb in optimalen Arbeitspunkten. Der
Beitrag zeigt beispielhaft ein aus Direktantrieb und Umlaufrädergetrieben
(URG) kombiniertes Antriebskonzept, bei dem ein Nebenantrieb eine
Hauptspindel bedarfsgerecht unterstützt. Basis ist die nicht-koaxiale
Koppelung u. a. offener URGs, genutzt im Dreiwellenbetrieb.
Zunächst werden Methoden der Berechnung und Konzeption nicht-koaxial
gekoppelter, insbesondere offener URGs vorgestellt. Zwei Antriebskonzepte
(Orbital-Bearbeitungsmaschine; bedarfsgerechte Hauptspindelunterstützung)
zeigen beispielhaft die Möglichkeiten dieser Getriebekoppelung.
Auf einen Auswahlalgorithmus inkl. Reduktion möglicher
Koppelvarianten durch Mindestanforderungen wird verwiesen.
Untersuchung passiver Lenkkonzepte mittels MATLAB SIMULINK für deren Einsatz in einer modifizierten Tram 2000
Investigation of passive steering concepts
using MATLAB SIMULINK for their
application in a modified Tram 2000
The rail vehicle industry is one of the most traditional and thus also rather
conservative industries in mechanical engineering. Nevertheless,
alongside innovative topics such as the advancing autonomisation or the
establishment of hydrogen fuel cell technologies, there are also concepts
for the active guidance of rail vehicles. As a young, up-and-coming startup,
we at Traila are developing just such an active steering concept (Traila
Active Steering), which, in addition to noise emissions, above all reduces
wear in the rail-wheel contact. In our current project phase, we have
taken over a tram type T2000 in cooperation with the Zurich Transport
Authority (VBZ), with which we can now provide prototypical functional
proof of our technology.
Within the framework of safety-relevant investigations, passive control
concepts as well as active control concepts were examined for the selfdeveloped,
actively controlled bogie. In this presentation, different
kinematics for passive control are investigated with regard to their
adaptation for the Tram 2000, using a specially developed rail-wheel
library in MATLAB SIMULINK. In addition to the dynamic investigations
on the model, the presentation focuses in particular on an assessment of
passive safety with the help of the tools available in MATLAB SIMULINK.
It is shown how, based on hydraulic, mechanical, control and external
libraries, a domain-spanning multi-physical model is built up as a virtual
twin of the T2000, in particular of our modifications, and processed for
use in a HIL test bench.
Stefan Heinrich, Simone Urbinati
https://doi.org/10.30819/5552.15 pp: 181-182 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Die Schienenfahrzeigindustrie zählt zu den traditionsreichsten und damit
auch eher konservativen Industrien im Maschinenwesen. Dennoch gibt
es neben innovativen Themen wie der voranschreitenden
Autonomisierung oder der Etablierung von Wasserstoff-Brennzellen-
Technologien auch Konzepte der aktiven Spurführung von
Schienenfahrzeugen. Als junges, aufstrebendes Start-Up entwickeln wir
bei Traila ein solches aktives Lenkkonzept (Traila-Active-Steering),
welches neben Geräuschemissionen vor allem auch den Verschleiß im
Schiene-Rad-Kontakt reduziert. In unserer gegenwärtigen Projektphase
haben wir in Zusammenarbeit mit den Verkehrsbetrieben Zürich (VBZ)
eine Straßenbahn Typ T2000 übernommen, mit welcher wir nun einen
prototypischen Funktionsnachweis unserer Technologie erbringen
können.
Im Rahmen sicherheitsrelevanter Untersuchungen wurden für das
eigenentwickelte, aktiv gesteuerte Drehgestell neben der aktiven auch
passive Steuerkonzepte untersucht. In diesem Beitrag werden
unterschiedliche Kinematiken zur passiven Steuerung auf deren
Adaption für die Tram 2000 hin untersucht und dabei eine eigens
entwickelte Schiene-Rad-Bibliothek in MATLAB SIMULINK eingesetzt.
Neben den dynamischen Untersuchungen am Model fokussiert sich der
Beitrag besonders auf eine Beurteilung der passiven Sicherheit mit Hilfe
der in MATLAB SIMULINK verfügbaren Werkzeuge. Es wird gezeigt, wie
basierend auf Hydraulik-, Mechanik-, Steuerungs- und Regelungs- sowie
externer Bibliotheken ein domänenübergreifendes und
multiphysikalisches Modell als virtueller Zwilling der T2000 insbesondere
unserer Modifikationen aufgebaut und für den Einsatz in einem HILPrüfstand
aufgearbeitet wird.
Das Planarmotorantriebssystem XPlanar
The multi mover planar motor system Xplanar combines the attributes of
traditional transport and handling systems such as six axis robots, linear
motors, or automated guided vehicle (AGVs). XPlanar offers a dynamic
and precise positioning of products on movers in up to 6 axis and an
individual transport of products through the entire manufacturing process.
The unique magnetic levitation effect of the movers minimizes wear
and tear, noise emissions, and maintenance time. In combination with
central control and programming the XPlanar system enables new approaches
to design modern and highly flexible production machines.
Felix Schulte
https://doi.org/10.30819/5552.16 pp: 183-196 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Das Multi-Mover-Planarmotorantriebssystem XPlanar kombiniert die Eigenschaften
herkömmlicher Transport- und Handlingsysteme wie
Sechs-Achs-Robotern, Linearmotoren oder Fahrerlosen Transportsystemen
(AGV). Produkte werden über die XPlanar-Mover dynamisch und
hochpräzise in bis zu sechs Achsen positioniert und können unabhängig
voneinander durch den Fertigungsprozess geführt werden. Durch den
einzigartigen magnetischen Schwebeeffekt des Systems werden Verschleiß,
Geräuschemissionen und Wartungsaufwand minimiert. In Kombination
mit der zentralen Steuerung und Programmierung ergeben sich
vielfältige neue Ansätze für die Konzeption moderner, hochflexibler Fertigungsmaschinen.
Vergleich verschiedener Gelenkstrukuren für faltungsbasierte Roboter
Comparison of different types of joints for origami based engineering
The following article is intended to provide guidance as to which foldable
joints are advantageous for the use in robotics. For this purpose, three joint
types are tested. The joint types considered are chosen to cover the most
widely used 3D printing technologies.
Markus Huber, Judith Merz, Burkhard Corves, Franz Irlinger, Tim C. Lüth
https://doi.org/10.30819/5552.17 pp: 197-208 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Der folgende Beitrag soll eine Orientierungshilfe bieten, welche faltbaren
Gelenke in der Robotik vorteilhaft genutzt werden können. Hierzu werden
drei Gelenkarten getestet. Die betrachteten Gelenkarten sind so gewählt,
dass sie durch die am weitesten verbreiteten 3D-Druck Technologien, Selektives
Lasersintern (SLS), Stereolithographie (SLA) und Fused Deposition
Modeling (FDM), hergestellt werden können.
Hocheffiziente Roboter: Mehrkörpersimulation und multiphysikalische Ansätze helfen bei der Auslegung für hochpräzise Bewegungen
During design process of a robot a lot of challenges have to be meet.
Increased operating speed should maintain required positioning accuracy.
Adams as well-known software for multi body dynamics simulation could
help to reduce time of development process significantly. Not only kinematic
model should be considered but the control system as well, to be
able to provide correct positioning in case of different scenarios as higher
payload value, higher speed or backlash of the gearbox.
Nowadays, the best approach seems to be to use a tool that will use the
same simulation model, but which will also be able to provide multi-physics
results.
Krystian Kuczek
https://doi.org/10.30819/5552.18 pp: 209-213 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Während des Konstruktionsprozesses eines Roboters müssen viele Herausforderungen
berücksichtigt werden. Eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit
sollte die erforderliche Positioniergenauigkeit beibehalten.
Adams als bekannte Software für die Mehr Körper Simulation kann helfen,
um die Entwicklungszeit erheblich zu verkürzen. Nicht nur das kinematische
Modell sollte berücksichtigt werden, sondern auch das Steuerungssystem,
um eine korrekte Positionierung bei verschiedenen Szenarien
wie höhere Belastung, höherer Geschwindigkeit oder Getriebespiel
zu gewährleisten.
Heutzutage scheint der beste Ansatz darin zu bestehen, ein Werkzeug
zu verwenden, das dasselbe Simulationsmodell verwendet, aber auch in
der Lage ist, Multiphysik-Ergebnisse zu liefern.
Entwicklung eines haptischen Handschuhsystems für Virtual-Reality-Anwendungen
Development of a haptic glove system for use in virtual reality
Force feedback systems improve the quality of virtual reality (VR) and
are suitable for application in Human-Machine Interface. The following
article presents the development of a freely available haptic feedback
glove that can be manufactured with ease. The developed glove consists
of a novel force transmission system that is optimised for additive
manufacturing. The proposed system includes several potentiometers
and an IMU-Sensor for calculating the position and orientation of the
hand. Furthermore, the VR-scene developed for testing the gloves and
the corresponding interface are presented.
Akhilraj Anilkumar, Philipp Wabnitz, Maik Berger
https://doi.org/10.30819/5552.19 pp: 215-223 2022-09-15
Keywords:
Abstract
Force-Feedback-Systeme ermöglichen die Steigerung der Realitätsnähe
der virtuellen Realität (VR) und eignen sich optimal für den Einsatz
als Mensch-Maschine Schnittstelle. Der vorliegende Beitrag präsentiert
die Entwicklung eines frei zugänglichen Systems, welches sich durch
eine einfache Herstellbarkeit auszeichnet. Der entwickelte Handschuh
besitzt ein neuartiges, für die additive Fertigung angepasstes Kraftübertragungssystem
sowie mehrere Potentiometer und ein IMU-Sensor zum
Messen der Position und Orientierung im Raum. Der Beitrag geht außerdem
auf die zum Testen des Handschuhs entwickelte VR-Umgebung
sowie der zugehörigen Schnittstellen ein.
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