Op de Precisiebeurs 2009, die op 2 en 3 december in Veldhoven werd gehouden, liet Stamhuis Lineairtechniek in samenwerking met de TU Delft, Control Techniques en een aantal andere bedrijven, een proefopstelling zien voor het actief dynamisch balanceren.
Wanneer robots en machines met hoge snelheid en hoge nauwkeurigheid moeten bewegen, is dynamisch balanceren belangrijk. Een dynamisch gebalanceerd systeem is een systeem dat geen reactie- of trilkrachten en –momenten uitoefent op de basis (het frame). Dit betekent dat het systeem niet trilt als gevolg van de beweging en traagheid en dat de nauwkeurigheid niet wordt verstoord. Bovendien kan een dynamisch gebalanceerd systeem onmiddellijk worden gestopt waardoor de nauwkeurig gewenste positie direct wordt bereikt. Onderzoeker Volkert van der Wijk, MSc. van de TU Delft (binnenkort Universiteit Twente) werkt aan een systeem voor actief bestuurde dynamische balancering.
Contragewichten
Een robot wordt dynamisch gebalanceerd wanneer het zwaartepunt stationair is voor elke beweging en de hoekimpuls in elk vlak constant is bij elk vlak van de robot. Wanneer robots dynamisch worden gebalanceerd, worden gewoonlijk additionele elementen gebruikt zoals contragewichten en hoektraagheden die zijn gekoppeld aan het oorspronkelijke mechanisme. Als het aantal elementen groot wordt, leidt dit gemakkelijk tot complexe en zware oplossingen.
Op de Precisiebeurs in Veldhoven was de eerste proefopstelling te zien met actief bestuurde dynamische balancering (foto’s: Paul Quaedvlieg)
Dit project heeft tot doel actief bestuurde dynamische balancering te onderzoeken. Omdat elke robot met elk aantal elementen een maximum van drie resulterende schudkrachten (een in elke richting) en drie resulterende schudmomenten (een in elk vlak) heeft, is het mogelijk om elke robot met een beperkt aantal elementen uit te balanceren. Met actieve besturing wordt het bovendien mogelijk om verschillende variërende invloeden binnen de dynamische balancering mee te nemen, zoals de invloed van het werkstuk wanneer dat wordt opgepakt en geplaatst.
Proefopstelling
De proefopstelling bestaat uit een lineaire ELZU robot die zodanig is opgehangen aan kabels dat de trillingen zichtbaar worden. De balanceereenheid bestaat uit twee 2RRR parallelle robots met een contragewicht en kan de schudkrachten in twee vlakken balanceren. Wanneer het systeem wordt gebalanceerd kan de robot met hoge snelheid werken, terwijl het systeem continu blijft opgehangen aan de kabels zonder te bewegen.
Het uiteindelijke doel van het project is om dat de lineaire robot objecten met hoge snelheid en nauwkeurig oppakt en neerzet terwijl deze nog steeds is opgehangen aan de kabels, dat wil zeggen het is niet nodig om het vast op de vloer te bevestigen. Tijdens het onderzoek zal de opbouw van de opstelling continu worden verbeterd. De deelnemers hopen de innovaties binnen enkele jaren in de praktijk te kunnen toepassen.
Het onderzoek wordt tot nu toe uitgevoerd aan de vakgroep Interactive Mechanisms Research, onderdeel van de Faculty Mechanical, Maritime and Materials Engineering aan de TU Delft, maar zal vanaf januari worden ondergebracht in Universiteit Twente. Stamhuis Lineairtechniek brengt in het project lineaire modules en aandrijvingen van Bahr in, terwijl Control Techniques servoversterkers voor de motoren bijdraagt. Het project wordt verder ondersteund door mechatronica-systeemhuis Masévon Technology en elektrotechnisch bedrijf Ternet.
