Ha a legkisebb akusztikus jeleket is mérni kell, egy dolognak mindenképpen el kell kerülnie: hogy maga a méréstechnika zavaró tényezővé váljon. Pontosan ezzel a kihívással szembesült az MRK Systeme GmbH. Átfogó rendszerintegrátorként a vállalat kobotokkal és ipari robotokkal automatizálási megoldásokat fejleszt a legkülönbözőbb iparágak és rendkívül speciális alkalmazások számára.
Az Infineon félvezetőgyártónál megvalósuló igényes ügyfélprojekt keretében az MRK egyesítette szakértelmét a hajtástechnikai szakértő HIWIN szakértelmével. Közös erőfeszítésük eredményeként olyan megoldás született, amely egy eredetileg manuális laboratóriumi alkalmazást magas fokú automatizáltságú, ipari környezethez igazodó tesztcellává alakít át – maximális pontossággal, nagy dinamikával és szinte tökéletes futásnyugalmmal. A cél a legkisebb alkatrészek – például a fogyasztói elektronika területén használt mikrofonok, például a fülbe helyezhető fejhallgatók – akusztikai mérése volt, abszolút zavarmentes körülmények között, idegen zajok és rezgések nélkül.

A jelenlegi együttműködéshez vezető döntő lökés 2025 elején történt – ám az MRK és a HIWIN közötti első kapcsolatfelvételek már két-három évvel korábban megkezdődtek. Már akkor is a HIWIN megbízható partnerként lépett fel a hajtástechnika tartományában, és különösen a hajtástervezés terén szerzett szakértelmével tudta meggyőzni a partnereket. „Pontosan tudjuk, hogy erősségünk a rendszerintegrációban rejlik. A hajtástervezés során szívesen támaszkodunk tapasztalt partnerekre. És pontosan ebben a tekintetben győzött meg minket a HIWIN már a kezdetektől fogva” – így írja le az együttműködést Michael Mohre, az MRK Systeme GmbH ügyvezetője.
Az lineáris aktuátor bemutatásával végül lehetőség nyílt arra, hogy ezt a szakértelmet ismét egy megfelelő projektben kamatoztassák. A bevált együttműködés és az új technológiai megoldás kombinációjából gyorsan kialakult egy újabb partnerségi együttműködés, amelyet a gyakorlatiasság, a gyorsaság és a magas szintű műszaki ismeretek jellemeztek. „Nyitottak vagyunk a technológiákra – számunkra végül mindig az számít, hogy mi működik valóban a projektben. És ebben a tekintetben a HIWIN egyszerűen ismét meggyőzött minket” – mondja Mohre.
Az új megoldással szemben támasztott követelmények egyáltalán nem voltak egyszerűek: a rendkívül dinamikus mozgást a legmagasabb pozicionálási pontossággal kellett ötvözni, miközben a futásnak abszolút simának és rezgésmentesnek kellett lennie. Ehhez hozzáadódott a Profinet-en keresztül történő integráció egy Siemens-alapú vezérlő környezetbe, a megbízható folyamatos üzemeltetés több ezer ciklussal hetente, valamint az a kihívás, hogy több berendezést párhuzamosan és egymás közvetlen közelében üzemeltessenek anélkül, hogy kölcsönös akusztikai zavarok lépnének fel.

Miért bizonyultak meggyőzőnek a HIWIN lineáris aktuátorok?
Már a koncepció kidolgozásának szakaszában is alaposan megvizsgálták a különböző meghajtási elveket. Végül a HIWIN megoldása nyert teret. Különösen a mechanikai pontosság, a következetes rendszerarchitektúra és az egyszerű integráció együttes hatása döntőnek bizonyult.

A berendezés középpontjában két szinkronizált HIWIN lineáris aktuátor áll, amelyek kinyitják és bezárják a hangszigetelt mérőkamrát. Ezzel központi szerepet töltenek be az egész folyamatban – hiszen minden mozdulatnak rendkívül dinamikusnak, pontosnak és egyúttal teljesen zavarmentesnek kell lennie.
Technológiai szempontból a lineáris aktuátorok egy nagy terhelhetőségű, speciálisan kifejlesztett, sodort golyós menetes hajtáson alapulnak. Ez különösen egyenletes erőátvitelt biztosít „stick-slip” hatások nélkül, és magas ismétlési pontosságot tesz lehetővé akár folyamatos üzemmódban is. Ugyanakkor a kialakítás a sajátrezgéseket és a mechanikai zavarokat a minimumra csökkenti. Az eredmény egy rendkívül csendes működés – ami döntő tényező az akusztikailag érzékeny alkalmazásoknál, ahol még a legkisebb rezgések vagy utórezgések is eltorzíthatják a mérési eredményeket.
Ehhez jön még a nagy mechanikai merevség és az a képesség, hogy akár nagy mozgó tömegeket is megbízhatóan és szabályozottan mozgasson. Hiszen az alkalmazás során korántsem könnyűszerkezetes alkatrészekről van szó: a hangszigetelt mérőkamra mozgó alkatrészei masszív kivitelűek, és mindegyikük súlya jóval meghaladja a 100 kilogrammot. A beépített működtetőknek ennek megfelelően nagy erőket kell biztonságosan felvenniük és precízen mozgatniuk. Ennek fényében még lenyűgözőbb, hogy a lineáris aktuátorok ezt a teljesítményt kompakt kivitelben valósítják meg. A sokféle csavarozási és központosítási lehetőség emellett megkönnyíti a teljes rendszerbe való integrációt, és nagyfokú rugalmasságot biztosít a gép elrendezésében. „A csendes működés az egyik legfontosabb kritérium volt – nemcsak mozgás közben, hanem állás közben is. Pontosan ebben a helyen győztek meg minket a HIWIN lineáris aktuátorokkal” – meséli Thomas Rödig, az MRK projektvezetője.

Egy másik döntő előny a HIWIN átfogó rendszerkoncepciójában rejlett. Ahelyett, hogy különböző gyártók egyedi alkatrészeit kellett volna kombinálni, egy teljesen összehangolt hajtáscsomagot alkalmaztak, amely lineáris aktuátorokból, szervómotorokból az EM1-sorozatból, valamint ED1 hajtáserősítőkből áll.
Ez a rendszerkoncepció döntő előnyökkel jár: az alkatrészek optimálisan vannak egymásra hangolva, ami különösen stabil és reprodukálható szabályozási viselkedést eredményez – még szinkronizált tengelyrendszerben is. Ugyanakkor a szokásos integrációs és hangolási munkák nagy része elmarad. A Profinet-en keresztüli beépítés a meglévő Siemens-vezérlőbe zökkenőmentesen és további interfészproblémák nélkül sikerült.
Az eredmény egy rendkívül stabil meghajtó rendszer, rövid üzembe helyezési idővel és maximális folyamatbiztonsággal. „Különösen az egy kézből származó mechanika, motor és hajtásvezérlés kombinációja spórolt nekünk sok időt – és mindenekelőtt biztonságot nyújtott” – hangsúlyozza Rödig.

Tökéletes összhang üzem közben
Üzem közben a berendezés teljesítménye a részletekben is megmutatkozik: két lineáris aktuátor szinkronban nyitja meg a hangszigetelt mérőkamrát, majd egy kollaboratív robot veszi át a beszerelést. Egy fejlett 3D-optikai rendszer segítségével felismeri a pici vizsgálati minták pontos helyzetét, valós időben kiegyenlíti az eltéréseket, és precízen pozicionálja az alkatrészeket a mérőteremben. Ezt követően a lineáris aktuátorok olyan csendesen zárják be újra a házat, hogy még a legérzékenyebb akusztikai méréseket sem befolyásolják. A teljes folyamat teljesen automatikusan, stabilan és reprodukálhatóan zajlik. Még több párhuzamosan működő berendezés esetén sem lép fel kölcsönös akusztikai befolyásolás, ami aláhúzza a megoldás skálázhatóságát.

A partnerség mint sikertényező
A projekt egyik központi sikertényezője az MRK, a HIWIN és az Infineon közötti szoros és partnerségen alapuló együttműködés volt. A projekt korai szakaszában már közös megvalósíthatósági tesztet hajtottak végre közvetlenül a végfelhasználónál – valódi hardverrel és tényleges üzemeltetési körülmények között.
„A helyszíni teszt döntő jelentőségű volt. Ezáltal korán felismerhettük a potenciális kihívásokat, és azokat azonnal megoldhattuk” – meséli Michael Bachschneider, a projektért felelős HIWIN-területi képviselő.
Ezen felül az MRK már a projekt korai szakaszában látogatást kapott a HIWIN Academy Truck-tól. Ennek keretében az Infineonnak, mint végfelhasználónak is lehetősége nyílt arra, hogy közvetlenül a helyszínen képet kapjon a HIWIN technológiájáról és megoldásairól. A közvetlen eszmecsere, valamint a hajtástechnika élő bemutatása jelentősen hozzájárult a bizalom kiépítéséhez és a közös megoldás melletti döntés tovább megerősítéséhez.
A megvalósítási szakaszban is intenzív és megoldásorientált maradt az eszmecsere. A meghajtó rendszerek közös tervezése, a műszaki kérdésekre adott gyors válaszok és a csapatok közötti közvetlen kapcsolat magas szintű bizalmat és hatékonyságot biztosítottak. „Egyszerűen jó érzésünk volt – a HIWIN gyors, hajlítható és megoldásorientált volt. Pontosan erre van szükség az ilyen projektekben” – így jellemzi Michael Mohre az együttműködést.

Ma a siker egy olyan megoldásban nyilvánul meg, amely mind technológiai, mind gazdasági szempontból meggyőző. A laboratóriumi kézi folyamatok jelentősen csökkenthetők voltak, miközben a mérési eredmények reprodukálhatósága és az átbocsátási teljesítmény is jelentősen nőtt.
A berendezés nemcsak az Infineon szigorú minőségi követelményeit teljesíti, hanem nagyfokú rugalmasságot is biztosít a jövőbeli módosításokhoz és bővítésekhez.

Az MRK Systeme GmbH és a HIWIN GmbH közötti partnerség így már régóta túllépett egy-egy projekt keretein. Példaként szolgál a modern automatizálásra: a speciális szakértelem összehangolt együttműködése, a igényes alkalmazások iránti közös megértés, valamint az innovatív megoldások partnerségi alapon történő kifejlesztésének képessége.
„Az együttműködés kiváló volt – és egyértelműen látunk itt potenciált számos további projektre” – tekint a jövőbe Michael Mohre.

Amikor a pontosság, a rendszerismeret és a partnerségen alapuló együttműködés összefonódik, az több, mint csupán egy működőképes automatizálási megoldás – fenntartható innovációs erő jön létre.

Nézze meg most az alkalmazásról készült videót!