Beim Zusammenbau von MRT-Geräten gehen wir auf jeden Fall – Technokrat

Die Zukunft gehört der Mensch-Roboter-Kollaboration. Der Systemhersteller BEC hat eine solche kollaborative Lösung für Siemens Healthineers entwickelt. Tonnenschwere Spulen werden präzise in die Magnete von Magnetresonanztomographen (MRT) eingesetzt. Elektrozylinder von Festo spielen dabei eine entscheidende Rolle, denn sie sorgen für eine sichere Fixierung der Coils.

Hightech-Greifsystem am Knickarmroboter. Es ist wichtig, dass sich die Coils nicht verdrehen oder verrutschen, wenn der Greifer sie aufnimmt und in den Magneten platziert; und die Toleranz zum Einpassen der Spulen in die Magnete darf nicht mehr als 0,5 Millimeter betragen

Betritt man die BEC-Montagehalle, fällt einem als erstes einer der größten Knickarmroboter der Welt mit einer Tragfähigkeit von 2.300 kg ins Auge. Es ist wie ein Hightech-Gerät aus der Weltraumtechnik. Noch auffälliger ist das riesige Greifsystem, das BEC am Handgelenk des Roboters installiert hat. Ausgestattet mit 3D-Scannern und berührungsempfindlichen Airskin-Sensoren ist das System echtes Hightech.

„Wenn der Greifer die bis zu 1,5 Tonnen schweren Spulen aufnimmt und in die Magnete eines Magnetresonanztomographen einlegt, ist höchste Präzision gefragt“, betont Hans-Günther Nusseck, BEC-Projektleiter.

Genauigkeit halber Millimeter

Eineinhalb Tonnen schwere Objekte mit perfekter Präzision zu handhaben, mag wie eine unmögliche Aufgabe erscheinen, aber es ist Teil der Kernkompetenz von BEC. „Es ist wichtig, dass sich die Coils nicht verdrehen oder verrutschen, wenn der Greifer sie aufnimmt und in den Magneten ablegt; und die Toleranz beim Einbau der Spulen in die Magnete sollte nicht mehr als 0,5 Millimeter betragen”, erklärt Nusseck.

Genau diese Aufgabe übernehmen die vier Stützen, die von Elektrozylindern EPCC von Festo betrieben werden. Nach dem Einfahren in das Coil führen die Elektrorollen die Stützen an die Innenwand des Coils.

„Elektrozylinder von Festo haben sich als gute Wahl erwiesen. Sie sind kompakt gebaut, haben aber gleichzeitig einen großen Bewegungsbereich und damit die nötige Flexibilität für 13 verschiedene Rollengrößen“, sagt Automatisierungsexperte Nusseck.

BEC – Einsetzen von Spulen in Magnete. Kollaborative Lösung: Tonnenschwere Spulen werden passgenau in die Magnete von Magnetresonanztomographen eingesetzt.

Kraftvoll und sanft zugleich

Die Stützen müssen stark genug sein, um Coils von bis zu 1,5 Tonnen zu tragen, aber nicht so stark, dass sie beschädigt werden.

„Elektrozylinder von Festo leisten hier hervorragende Arbeit“, betont Nusseck. Aus praktischen Gründen wurden in diesem Fall die Servocontroller CMMT-ST nicht am Greifersystem, sondern am Roboter selbst montiert. „Das schafft Platz am Greifer und macht ihn unkomplizierter“, berichtet Nusseck.

Dank des kompakten Kugelgewindetriebs garantiert der Elektrozylinder EPCC einen leisen Lauf und eine präzise Positionierung. Geringe innere Reibung sorgt für kurze Stellzeiten und hohe Dynamik. Erhältlich in vier Größen, mit nicht rotierender Kolbenstange, Hublänge bis 500 mm, Gleitlagerführung und inklusive Lebensdauerschmierung für lange Lebensdauer. Die integrierte Kupplung und Doppellager ermöglichen eine kompakte Bauweise. Der Motor kann in axialer oder paralleler Position montiert werden, was jederzeit geändert werden kann.

Der Servocontroller CMMT-ST verfügt über eine PROFINET-Schnittstelle zur einfachen Integration in bestehende Steuerungssysteme.

„Wir haben bereits zu Beginn des Projekts mit Festo zusammengearbeitet, um die effiziente Auslegung, Dimensionierung und Inbetriebnahme der Antriebe sowie deren Integration in das Gesamtsystem sicherzustellen“, erklärt Nusseck.

BEC – Servoantrieb CMMT-ST. Praktisch: Die Antriebsverstärker, in diesem Fall die Servoantriebe CMMT-ST, werden nicht am Greifersystem, sondern am Roboter selbst montiert. Das schafft Platz am Griff und macht es weniger kompliziert.

Freie und sichere Bewegung im Arbeitsbereich

Siemens Healthineers verwendet dieses System zur Montage seiner MRT-Geräte, wodurch das Einsetzen von Spulen in den Magneten deutlich sicherer und effizienter wird. Das eigentliche Highlight ist jedoch, wie mit dem Knickarmroboter die Prozessschritte der Anlage automatisiert wurden. Dank Sensortechnik mit 3D-Scannern und berührungsempfindlichen Airskin-Sensoren bewegt sich das System als Mensch-Roboter-Kollaborationslösung frei und sicher im Arbeitsbereich. Dadurch ist kein Sicherheitszaun erforderlich. Die Rolle des Menschen besteht ausschließlich darin, diesen ersten Schritt bei der Herstellung des MRT-Geräts zu steuern. Die Sensoren im System sorgen für Sicherheit.

BEC – Stützen mit Elektrozylindern. Flexibel, robust und präzise: Abstützungen mit Elektrozylindern von Festo müssen stark genug sein, um Rollen bis 1,5 Tonnen zu halten, aber nicht so stark, dass sie sie beschädigen.

„Genau diese Mensch-Roboter-Kollaboration sehen wir als unseren USP“, erklärt Nusseck. Er nennt auch weitere Anwendungen in der Medizintechnik, in denen BEC-Systeme zum Einsatz kommen, etwa in der Strahlentherapie zur extrem präzisen Positionierung von Patienten an der Strahlenquelle oder ein Roboter, der mit einem an einem Gelenkarm montierten Sitz eine Achterbahn simuliert.

www.festo.hu


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Source: technokrata by www.technokrata.hu.

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