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Übersicht

Bewegungssimulation mit Hexapoden

Zum Test der Vibrationsfestigkeit verwendet man einfache Rütteltische. Komplexer wird die Prüfung, will man das Verhalten bei definierten Bewegungen untersuchen, beispielsweise die Vibrationen eines Fahr- oder Flugzeugs bei bestimmten Geschwindigkeiten. Ein weiteres typisches Beispiel sind Prüfeinrichtungen für Beschleunigungs- oder gyroskopische Sensoren, wie sie in Smartphones, Handys und Kameras eingesetzt sind, um Lageänderungen zu erfassen, also z. B. in Kameras die Zitterbewegungen des Fotografen. Das Bildstabilisierungssystem kann diese dann automatisch kompensieren. Auch dessen Algorithmen und seine Mechanik müssen natürlich geprüft werden.

IE Hexapod Simulation
Der Hexapod H-811 simuliert das Kamerazittern für den Test von Bildstabilisierungssystemen nach CIPA-Norm. Hier in einer Prüfeinrichtung der Firma Image Engineering (Bild: Image Engineering)

Test der Bildstabilisierung

Für den Test von Bildstabilisierungssystemen erarbeitet die CIPA (Camera and Imaging Product Association), ein internationaler Zusammenschluss von Kameraherstellern, ähnlich wie ein DIN-Ausschuss die technischen Standards. Mit der DC-011-2015 hat sie eine neue Norm für die Testbedingungen bei der Bewegungssimulation verabschiedet. 

So müssen für die Simulation zu Test- und Prüfzwecken natürliche und künstliche Bewegungen präzise, wiederholbar und mit gleicher Dynamik und Genauigkeit simuliert werden. Dazu gilt es, hochpräzise Bahnkurven mit entsprechender Dynamik zu fahren. Gefordert sind also mehrachsige, präzise und dynamische Positioniersysteme.

Sechsachsige Parallelkinematik mit CIPA-Zertifikat

Hier haben Hexapoden aufgrund ihres parallelkinematischen Aufbaus gleich aus mehreren Gründen die Nase vorn. Sie ermöglichen präzise und exakt wiederholbare Bewegungen in allen linearen und rotatorischen Achsen.

Die Vorteile gegenüber seriellen, also gestapelten Systemen, sind vor allem die deutlich bessere Bahntreue, Wiederholgenauigkeit und Ablaufebenheit, die geringere bewegte Masse und damit eine höhere und für alle Bewegungsachsen gleiche Dynamik, kein Kabelmanagement und ein deutlich kompakterer Aufbau. Für die hochdynamische Simulation definierter Bewegungen bietet PI Hexapodsysteme an, die für den Einsatz an Prüfeinrichtungen für Bildstabilisierungssysteme von der CIPA zertifiziert sind.

PI CIPA Certification
Zulassungsbescheinigung für Vibrationsvorrichtung

Unterschiedliche Antriebstechnologien

Für die hochdynamische Simulation definierter Bewegungen kommen verschiedene Antriebsarten infrage. Hexapoden mit elektromagnetischen, bürstenlosen Torquemotoren und entsprechender mechanischer Auslegung des Antriebsstrangs und der Sensorik beispielsweise erreichen bereits Geschwindigkeiten bis 25 mm/s und Beschleunigungen bis 2 g.

Beste dynamische Eigenschaften erreichen Hexapoden mit magnetischen PIMag® Direktantrieben; hier sind Geschwindigkeiten von mehreren Hundert mm/s und Beschleunigungen bis zu 4 g möglich. Das spezielle Design mit Festkörpergelenken verzichtet völlig auf rollende und reibende Elemente und ermöglicht dadurch eine spielfreie Bewegung ohne mechanisches Rauschen. Unerwünschte Störfrequenzen aus der Hexapod-Mechanik beeinflussen also nicht die Messung. Automatisierte Testzyklen bei der Bewegungssimulation mit hohen Frequenzen lassen sich so mit großer Beschleunigung und Geschwindigkeit realisieren. Gleichzeitig ist ein präzises Folgen vorgegebener Trajektorien möglich.

H-860KMAG
Der H-860KMAG mit magnetischem Direktantrieb für hohe Geschwindigkeit
Technologie
Produkte

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6-Achsen-Motion Hexapod
Schnell und kompakt für hochdynamische Anwendungen, CIPA zertifiziert
6-Achsen Positionierer mit Controller
Kostengünstiger Hexapod
6-Achsen-Hexapod
Kostengünstig, präzise und schnell, CIPA zertifiziert
Hochdynamischer Hexapod
Magnetischer Direktantrieb für hohe Geschwindigkeit

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