走进 BEC 展厅,首先映入眼帘的是世界上最大的关节臂机器人之一,负载能力达 2300 kg。这款产品的外形如同航天器一样庞大,是名副其实的高科技。更引人注目的是巨大的抓手系统,BEC 将其安装在机器人的关节臂上。机器人配备了 3D 扫描仪和触敏传感器,是真正的高科技。BEC 项目经理 Hans-Günther Nusseck 强调说:“当抓手抓取重达 1.5 吨的线圈并将其插入未来磁共振成像机的磁体时,这个过程需要极高的精度。”
抓取 1.5 吨重的物体时做到完全精确似乎是一项不可能完成的任务,但这正是 BEC 核心竞争力的一部分。“当抓手抓取线圈并将其插入磁体时,线圈不能扭曲或滑动,这一点至关重要;将线圈插入磁体的公差不超过 0.5 毫米。”Nusseck 解释道。
由 Festo EPCC 电缸驱动的四个支架刚好胜任这个任务。进入线圈后,电缸将支架引导向线圈内壁。“事实证明,Festo 电缸是正确的选择。其设计紧凑,但同时提供了较大的工作区域,因此为 13 种不同线圈尺寸提供了所需的灵活性。”自动化专家 Nusseck 说。
支架需要足够强大,能够抓住重达 1.5 吨的线圈,但同时又不能强大到损坏线圈。“Festo 电缸在这方面表现出色。”Nusseck 强调说。实际上,在这种情况下,伺服驱动 CMMT-ST 扮演着驱动放大器的作用,它安装在机器人上,而不是抓手系统上。“这释放了抓手上的空间,并降低了复杂性。”Nusseck 说。
得益于紧凑的滚珠丝杠,电缸 EPCC 确保了安静的操作和精确的定位。内摩擦较小,确保了较短的定位时间和极高的动态响应能力。它有四种规格,带抗扭转活塞杆(行程最高达 500 mm)和滑动轴承导轨,具备终身润滑,使用寿命长。集成联轴器和双轴承有助于让设计更紧凑。电机可以安装在轴向或平行位置,并且这可以随时更改。
伺服驱动 CMMT-ST 有一个 PROFINET 接口,便于集成到当前的控制系统。Nusseck 解释说:“我们从项目的初始阶段就开始与 Festo 合作,以确保驱动装置的设计、尺寸和调试可以高效进行,并与整个系统相匹配。”
Siemens Healthineers uses the system to assemble its MRI machines. It makes the process steps involved in inserting the coils into a magnet significantly safer and more efficient. The real highlight, however, is that the system’s process steps with the articulated arm robot are automated. Thanks to sensor technology with 3D scanners and touch-sensitive sensors, the system moves freely and safely in the workspace as a collaborative human-robot solution. A safety barrier is not required. The role of people consists solely of monitoring this first step in the production of an MRI machine. The sensors in the system ensure safety.
“It is precisely this human-robot cooperation that we consider to be our USP,” explains Nusseck. He also mentions other applications in medical technology where BEC systems are used, such as in radiation therapy for the highly precise positioning of patients at the radiation source, or a robot with seats on an articulated arm that simulates riding a roller-coaster.