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Getriebetagung 2022

Maik Berger, Burkhard Corves, Tim Lüth (Hrsg.)

ISBN 978-3-8325-5552-8
223 Seiten, Erscheinungsjahr: 2022
Preis: 39.00 €
https://doi.org/10.30819/5552
PDF – OpenAccess

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
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.

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.

Analyse von Koppel-, Kurven-, Räderund Räderkoppelgetrieben mit Mechanism Developer (MechDev)
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.

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.

Auslegung und Fertigung von Viergelenkgetrieben mittels Konstruktionsbibliotheken und additiver Fertigung
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.

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.

Vergleich von Simulation und Messung am Prototyp eines sphärischen Schlittenantriebes
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.

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.

Analytische Berechnung C2-stetiger Schritt-Rast-Bewegungen mit vorgegebener Rasttoleranz
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.

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.

Zur Visualisierung von Bewegungsfunktionn in der v-a-Ebene
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.

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.

Taktzeitoptimale Bewegungsauslegung mit Hilfe normierter Bewegungsgesetze nach VDI 2143 für Rast-in-Rast-Bewegungsaufgaben
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.

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.

Verringerung des Schleppfehlers an geregelten Antrieben
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.

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.

Synthese des Verformungsverhaltens von nachgiebigen Elementen mittels Phasenportrait-Methode
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.

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.

Steuerung von Compliant-Mechanismen durch Reinforcement Learning
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.

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.

Eine Methode zur Optimierung nachgiebiger Mechanismen
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.

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.

Leichtgewichtige prototypische Mechanismensimulation im Web-Kontext
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.

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.

Lastfreie Kontaktanalyse in der Toolbox next|Gear zur Optimierung der Mikro- und Makrogeometrie für Spezialverzahnungen
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.

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.

Nicht-koaxial gekoppelte Umlaufrädergetriebe zur Einleitung von Zusatzbewegungen in die Hauptspindel einer Werkzeugmaschine
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.

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.

Untersuchung passiver Lenkkonzepte mittels MATLAB SIMULINK für deren Einsatz in einer modifizierten Tram 2000
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.

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.

Das Planarmotorantriebssystem XPlanar
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.

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.

Vergleich verschiedener Gelenkstrukuren für faltungsbasierte Roboter
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.

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.

Hocheffiziente Roboter: Mehrkörpersimulation und multiphysikalische Ansätze helfen bei der Auslegung für hochpräzise Bewegungen
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.

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.

Entwicklung eines haptischen Handschuhsystems für Virtual-Reality-Anwendungen
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.

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.

Keywords:
  • Getriebe
  • Mechanismen
  • Analyse
  • Synthese
  • Simulation

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