Neu Technologieen für optimale Positionier- und Bewegungslösungen
Bahnbrechende technische Lösungen für das Wachstum unserer Kunden
JAT Ingenieure verknüpfen spezifische Branchen- und Prozesskenntnisse mit einzigartigem Technologiewissen für eine kosten- und technologieoptimierte, nahtlos integrierbare Antriebslösung.
Zur Realisierung applikationsspezifischer Lösungen kommen verschiedenste Technologien zum Einsatz, wie beispielsweise Luftlager-Technologie und Magnetlager-Technologie. Unsere Antriebsexperten entwickeln und forschen stetig in interdisziplinären Teams an den unterschiedlichsten Projekten, wie SCARA-Roboter, einem kostengünstigen Gelenkarm-Roboter, und an Impulskompensierten Positioniersystemen, um unseren Kunden stets eine perfekt passende Lösung zu bieten.
Entwicklung einer integrierten Zustandsüberwachung für mechatronische Antriebskomponenten - ServoSense
ServoSense– ist ein gemeinsames Forschungsprojekt mit der TU Chemnitz sowie dem Unternehmen Synergy Four GmbH aus Selb. In der Produktionstechnik beschränkt sich die Antriebsüberwachung im industriellen Einsatz auf Grenzwertüberwachung und die Sicherstellung des Maschinenschutzes, jedoch tatsächliche Informationen wie Strom, Drehzahl, Lage, die entsprechenden Sollwerte und Stellgrößen im Reglertakt des Servoumrichters werden kaum genutzt (z.B. Fingerprint), besitzen aber ein hohes Potenzial um Aussagen über Prozessqualität, -sicherheit, und -robustheit treffen zu können. Dafür fehlt es aktuell einerseits noch an zielgerichteter, algorithmischer Verdichtung zu technisch aussagekräftigen „smarten“ Daten. Andererseits mangelt es an der Verknüpfung zu separat sensorisch erfassten Daten und vor allem den entscheidenden Metainformationen bspw. zur Historie.
Deshalb soll im Rahmen des Projektes diese bereits vorliegenden Betriebsdaten von in Antriebskomponenten verbauten Servoumrichtern (SU) mittels Pronyanalyse zugänglich und aufgearbeitet werden, um ein Zustandsüberwachungssystem für mechatronische Antriebe für Maskenfertigungsanlagen zu entwickeln. Somit ist es möglich, ohne die Zuhilfenahme externer Sensoren auf die Betriebszustände der Antriebe rückzuschließen, um Prozess- und Maschinenabweichungen ihren Ursachen zuzuordnen, Prozessparameter im 100µs-Takt aufzunehmen und bei Bedarf anzupassen, und den Maschinenwirkungsgrad zu erhöhen.
Forschung zu Impulskompensation
ImPosAnt – ist ein Entwicklungsprojekt mit der TU Dresden. Ziel ist es, ein impulskompensiertes Positionier-Antriebssystem zu entwickeln.
Das vom Förderprogramm Zentrales Innovationsmanagement Mittelstand des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie unterstützte Entwicklungsprojekt hat zum Ziel, die von der TU Dresden entwickelte und patentierte Impulskompensation gemeinsam mit der JAT in Technologiefunktionen für verschiedene Servoverstärker-Konfigurationen zu überführen.
Vorteile
- Keine zusätzliche Hardware notwendig
- Lösung im Servoverstärker integriert
- Steuerungsunabhängig
Entwicklung eines wärmerohrgekühlten Lineardirektantriebes
LinearPipes – ist ein Forschungsprojekt mit der TH Köln. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines wärmerohrgekühlten Lineardirektantriebes mit intelligentem Temperiersystem. Das Kühlsystem soll dabei vollständig auf die bis dato zwingend nötige Peripherie der Wasserkühlungen verzichten und einen deutlichen Vorteil bzgl. Handhabung und Kosten aufweisen. Durch die Temperierung (gezielte Einbringung von zusätzlicher Wärme) soll weiterhin die Genauigkeit sowie die Lebensdauer der Wicklungen des Antriebes erhöht werden. Die intelligente Temperierung erfolgt automatisiert durch einen Machine-Learning-Algorithmus (Reinforcement Learning) auf einem Embedded-System, welches anhand von Prozess- und Sensordaten die Belastungszustände des Linear-Antriebes erkennt und prädiktiv eine externe Wärmesenke steuert, sodass sich ein konstantes Temperaturfeld im Antrieb einstellt. Die zulässige Abweichung der Soll-Temperatur wird max. ± 1°C betragen.
Gelenkarm-Roboter
Eine weitere Alternative zur Durchführung von flexiblen Positionier- und Handlingsaufgaben ist der von der JAT entwickelte Gelenkarmroboter. Die Besonderheit dieser Lösung ist die stets parallele Bewegung der Greiferplattform zur Bezugsebene und das unabhängig von deren Lage im Raum. Der Gelenkarmroboter zeichnet sich durch einen modularen, kostengünstigen Aufbau aus und ist für die unterschiedlichsten Aufgabenstellungen flexibel skalierbar.
Vorteile
- Greiferplattform bewegt sich stets parallel zum Robotertisch
- Modularer Aufbau nach dem Baukastenprinzip
- Hohe Flexibilität im Bewegungsbereich
- Kostengünstige Konstruktion (Verwendung von Standardprofile u. Komponenten)
- Hohe Dynamik durch Integration der Antriebe in das Grundgestell
- Freie Bewegung im Raum mit 3 Antrieben
Schneller Linearaktuator
Um den stetig steigenden Anforderungen in der Laserbearbeitung auch in verschiedenen Höhen (im Profil) gerecht zu werden, haben wir einen Linearaktuator zur dynamischen Fokusverstellung entwickelt. Die aktuelle Ausführung besitzt einen Hohlwellendurchmesser von 43 mm. Dieser ermöglicht nicht nur den Einsatz von optischen Linsen in dieser Größe, sondern verringert auch die zu bewegende Masse. Mit dem optimierten Magnetsystem erreicht der Aktuator Beschleunigungen bis 60 G ohne hohen energetischen Aufwand. Damit erreicht der Aktuator eine Verstellzeit von 10 ms über den Maximalhub von 4 mm.
In der Laserbearbeitung sind Wiederholgenauigkeit und Zuverlässigkeit bei hohen Arbeitszyklen gefordert. Durch den Einsatz von wartungsfreien Festkörpergelenken ohne stick-slip-Effekt und eines eigens entwickelten Längenmesssystems mit einer Auflösung von 64 nm sind die Anforderungen perfekt zu realisieren. Mit dem Einsatz der JAT Servoverstärker sind Genauigkeiten von 1 µm und minimale Punkt-zu-Punkt-Positionierzeiten erreichbar.
Vorteile
Reibungsfrei, stick-slip-frei und verschleißfrei
Für hohe Geschwindigkeiten und sehr hohe Beschleunigungen
Keine Schmiermittel notwendig
Große Apertur für hohe Laserleistungen
Kompaktes Design
SCARA-Positionierroboter als komplette Automatisierungslösung
Der kompakte SCARA Roboter von JAT ist besonders für extrem präzise Handlingaufgaben, Montageanwendungen, Pick-and-Place-Aufgaben und Prüfanwendungen geeignet. Durch seine besondere Kinematik sind alle vier Achsen direkt ansteuerbar. X-Y-Z Achsen sind rotative Achsen, die Z–Achse fungiert außerdem noch als Hubachse. Mit einer Wiederholgenauigkeit von ±1 Mikrometer und seinem kompakten robusten Aufbau ist der JAT SCARA ein ideales Einstiegsmodell in die Präzisions-Robotik. Der SCARA zeichnet sich durch seine außergewöhnliche Flexibilität aus. Die JAT Antriebsexperten konstruieren den SCARA-Roboter je nach Kundenanwendung mit unterschiedlichem Hub.
Vorteile
- Steuerungsunabhängig
- Hohe Genauigkeit durch direkt angetriebene Hub & Z-Achse
- Erprobte Einheit – 4 Motoren gesteuert von zwei ECOVARIOs 114D
- Kompakte platzsparende Abmessung
- Z-Achse – Rotationsachse + Hubachse
- Kundenspezifisch angepasst - Frei konstruierbar, skalierbarer Hub
Magnetlager-Technologie
Magnetlager dienen zur Dämpfung von Maschinenelementen durch Schwingungsentkopplung und werden u.a. in der Messtechnik und in Vakuumanwendungen eingesetzt. Für viele hochpräzise Anwendungen ist die effektive Schwingungsentkopplung sehr wichtig, damit äußere Störungen auf das System sich nicht negativ auf die Genauigkeit auswirken. Um Schwingungen zu entkoppeln ist es notwendig, kraftübertragende Elemente zwischen den zu entkoppelnden Körpern mit möglichst geringer Steifigkeit auszuführen. Solange eine Festkörperverbindung besteht, führt diese jedoch üblicherweise zu frequenzabhängigem Dämpfungsverhalten. Auch aktive Schwingungsentkopplung kann diese Eigenschaften nicht vollständig eliminieren, da hierbei dem Störsignal entgegengesteuert wird und der nicht vollständig eliminierbare Regelfehler zu geringen Störsignalen führt. Deshalb entwickeln wir Lager mit möglichst geringer Steifigkeit, welche vollständig ohne Körperkontakt auskommen, um ein System möglichst ideal von der Umgebung zu entkoppeln. Zudem lassen sich diese Lager in ihrer Steifigkeit verändern, so dass auch Impulse, welche innerhalb der gelagerten Masse auftreten, abgefangen werden können, ohne für die Lagerpunkte sehr große Bewegungsbereiche zulassen zu müssen.
Die Funktionsweise ist mit einem magnetlagerbasierten Prototyp für einen Lastbereich bis 600 Newton nachgewiesen. Spezielle Kundenanforderungen können wir auf Basis des vorhandenen, skalierbaren Prototypen realisieren.
Vorteile
- Gleichbleibende Wirksamkeit über die gesamte Lebensdauer der Maschine
- Verringerung von Verschleiß
- Deutliche Reduktion von Körperschall
Innovationen schaffen
Wo geschieht Innovation? In den seltensten Fällen entspringt echte Innovation einzelnen Köpfen. Vielmehr ist sie das Ergebnis aus einer gemeinsamen Lösungsfindung zu Problemen, die sich mit bisherigen Mitteln noch nicht bewältigen lassen. In der Forschung geschieht genau das. Interdisziplinäre Teams aus Spezialisten vereinen ihre Kräfte, um bisher Unmögliches möglich zu machen. Dazu braucht es nicht nur kluge Köpfe, sondern auch höchst zuverlässige Laborinstrumente für die Forschungsaufgaben. Die JAT, als Spezialist für hochpräzise Bewegungssysteme, unterstützt das und steht Instituten und Forschungseinrichtungen partnerschaftlich bei der Entwicklung von Positionierlösungen im Submikrometerbereich zur Seite.
Positionier- / Bewegungslösung anfragen
Je nach Applikation realisiert JAT Linearachssysteme, Rundtischsysteme und Mehrachssysteme. Spezifizieren Sie, soweit Ihnen bekannt, die Anwendung. Unsere Antriebsexperten melden sich im Anschluss bei Ihnen mit möglichen Lösungen und einer Kostenabschätzung.
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