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Micro Delta: Schnelles und hochpräzises Robotersystem

Ziel des Projekts Micro Delta war die Entwicklung eines schnellen und präzisen Robotersystems. Der Roboter sollte handelsübliche Systeme in Genauigkeit und Geschwindigkeit deutlich übertreffen und gleichzeitig kostengünstig sein.

Im Projekt Micro Delta wurde ein hochdynamischer und hochpräziser Parallelroboter mit Deltakinematik entwickelt. Insbesondere bezüglich Genauigkeit sollte der Roboter den damals üblichen Systemen überlegen sein. Es wurden zwei fast baugleiche Kinematiken umgesetzt: einmal mit Servomotoren und Harmonic Drive Getriebe und einmal mit Direktantriebstechnik.

In einem weiteren Schritt wurde ein hochintegriertes Kraft/Momentenmesssystem umgesetzt, mit dem beispielsweise kraftgeregelte Aufgaben realisiert werden können. Die selbstentwickelte Steuerung ist JAVA-basiert und erlaubt die Umsetzung komplexester Algorithmen.

Technische Anforderungen

Arbeitsbereich

  • x-Richtung mindestens 0.1 m (ca. 0.15 m)
  • y-Richtung mindestens 0.1 m (ca. 0.15 m)
  • z-Richtung mindestens 0.05 m (ca. 0.08 m)
  • phi-z-Winkel +/- 2p 

Grösse

  • 0.5 m x 0.5 m x 0.5 m (0.3 m x 0.3 m x 0.3 m) 

Geschwindigkeit und Beschleunigung

  • Takt min. 5 Zyklen pro Sekunde
  • Jede Position muss von Mitte Arbeitsbereich in 0.1s erreichbar sein.
  • Eventuell muss der Arbeitsbereich in 0.1s durchfahren werden können
  • Ziel: 0.1m in 0.1s

Nutzlast

  • Min. 0.25 kg inkl.Greifer (Wunsch 0.5 kg), für schnelle Bewegungen 0.1 kg.

Genauigkeit

  • Höchste Genauigkeit ist nur bei langsamer Bewegung erforderlich.
  • Auflösung 0.0001 mm, 1 mrad
  • Positionskorrektur 0.001 mm, 100 mrad
  • Wiederholgenauigkeit 0.002 mm, 200 mrad
  • Absolutgenauigkeit 0.1 mm, 10 mrad 

Steuerung

  • 4 Servoachsen
  • Fähigkeit zur komplexen Regelung
  • Abtastrate bis 0.1 ms möglich
  • Java-basiert

Micro Delta in Aktion:

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Ansprechpartner IMS:

Prof. Dr. Ruprecht Altenburger

Prof. Dr. Ruprecht Altenburger

ZHAW School of Engineering
Forschungsschwerpunkt Regelungstechnik & Advanced Control
Technikumstrasse 9
8400 Winterthur

+41 (0) 58 934 77 83
ruprecht.altenburger@zhaw.ch