Przyszłość należy do współpracy człowiek-robot. Producent systemów, firma BEC, opracowała takie rozwiązanie dla firmy Siemens Healthineers. Cewki ważące kilka ton są precyzyjnie umieszczane w magnesach urządzeń do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI). Kluczową rolę odgrywają tu siłowniki elektryczne Festo, które zapewniają pewne mocowanie cewek.
Pierwsze, co rzuca się w oczy po wejściu do hali montażowej BEC, to jeden z największych na świecie robotów z ramieniem przegubowym o udźwigu 2300 kg. Wygląda jak coś z przemysłu lotniczego i kosmicznego, a przy tym jest bardzo zaawansowany technologicznie. Jeszcze bardziej przyciąga wzrok rozległy system chwytaków, który firma BEC zamontowała na ramieniu przegubowym robota. Wyposażony w skanery 3D i czujniki dotykowe, jest naprawdę zaawansowany technologicznie. "Kiedy chwytak podnosi cewki ważące do 1,5 tony i wkłada je do magnesów przyszłego urządzenia do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, wymagana jest najwyższa precyzja" - podkreśla Hans-Günther Nusseck, kierownik projektu w BEC.
Całkowita precyzja podczas przenoszenia przedmiotów o wadze 1,5 tony może wydawać się zadaniem niemożliwym do wykonania, ale to wszystko jest częścią kluczowych kompetencji BEC. "Ważne jest, aby zwoje nie skręciły się ani nie ześlizgnęły, gdy chwytak podnosi je i wkłada do magnesów; tolerancja przy wkładaniu zwojów do magnesów wynosi nie więcej niż 0,5 milimetra" - wyjaśnia Nusseck.
Takie właśnie zadanie mają do wykonania cztery wsporniki napędzane siłownikami elektrycznymi EPCC firmy Festo. Po wejściu do cewki siłowniki elektryczne prowadzą wsporniki do wewnętrznej ściany cewki. "Siłowniki elektryczne Festo okazały się właściwym wyborem. Mają kompaktową konstrukcję, ale jednocześnie zapewniają duży obszar roboczy, a tym samym elastyczność niezbędną dla 13 różnych wymiarów zwojów" - mówi ekspert ds. automatyki Nusseck.
Podpory muszą być wystarczająco mocne, aby utrzymać kręgi o wadze do 1,5 tony, ale jednocześnie nie na tyle mocne, aby je uszkodzić. "Siłowniki elektryczne Festo spisują się tu doskonale" - podkreśla Nusseck. Z praktycznego punktu widzenia wzmacniacze napędu, w tym przypadku sterowniki dla silników serwo CMMT-ST, są montowane na samym robocie, a nie na układzie chwytaka. "Zwalnia to miejsce na chwytaku i sprawia, że jest on mniej skomplikowany" - mówi Nusseck.
Dzięki kompaktowej śrubie kulowej siłownik elektryczny EPCC gwarantuje cichą pracę i precyzyjne pozycjonowanie. Niskie tarcie wewnętrzne zapewnia krótkie czasy pozycjonowania i wysoką dynamikę działania. Jest on dostępny w czterech wielkościach z tłoczyskiem zabezpieczonym przed obrotem, o skoku do 500 mm i prowadnicy ślizgowej - ze stałym smarowaniem zapewniającym długi okres eksploatacji. Zintegrowane sprzęgło i podwójne łożysko zapewniają zwartą konstrukcję. Silnik może być zamontowany w pozycji osiowej lub równoległej, którą można zmienić w dowolnym momencie.
Sterownik dla silników serwo CMMT-ST jest wyposażony w interfejs PROFINET, co ułatwia integrację z obecnymi systemami sterowania. "Współpracę z Festo rozpoczęliśmy już w początkowej fazie projektu, aby mieć pewność, że napędy zostały zaprojektowane, zwymiarowane i uruchomione w sposób wydajny oraz pasujący do całego systemu" - wyjaśnia Nusseck.
Firma Siemens Healthineers wykorzystuje ten system do montażu swoich urządzeń MRI. Dzięki niemu czynności procesowe związane z umieszczaniem cewek w magnesie są znacznie bezpieczniejsze i wydajniejsze. Prawdziwą atrakcją jest jednak to, że czynności procesowe wykonywane przez system za pomocą robota z ramieniem przegubowym są zautomatyzowane. Dzięki technologii czujników ze skanerami 3D i czujnikami wrażliwymi na dotyk system porusza się swobodnie i bezpiecznie w przestrzeni roboczej, stanowiąc rozwiązanie oparte na współpracy człowieka z robotem. Nie jest wymagana bariera bezpieczeństwa. Rola ludzi polega wyłącznie na monitorowaniu tego pierwszego etapu produkcji urządzenia MRI. Czujniki w systemie zapewniają bezpieczeństwo.
"Właśnie tę współpracę człowieka z robotem uważamy za naszą cechę wyróżniającą" - wyjaśnia Nusseck. Wspomina on także o innych zastosowaniach w technologii medycznej, w których wykorzystuje się systemy BEC, np. w radioterapii do bardzo precyzyjnego pozycjonowania pacjentów przy źródle promieniowania lub w robocie z siedzeniami na przegubowym ramieniu, który symuluje jazdę kolejką górską.