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Überblick

Hochlast-Parallelkinematik für die Materialforschung

Die energiereiche Röntgenstrahlung an Beamlines bietet für die Materialforschung vielseitige Möglichkeiten, z. B. um Schweißnähte oder Ermüdungserscheinungen von Werkstücken zu untersuchen. Dazu müssen schwere Lasten auf den Mikrometer genau positioniert werden. Schwerlast-Hexapoden bieten sich für diese In-situ-Messungen an.

Kräftiges Positioniersystem in der Experimentierkammer

Ein Beispiel findet sich in Hamburg am Speicherring PETRA III: Der Schwerlast-Hexapod wird an einer Beamline für die Messungen von Materialeigenschaften eingesetzt, die z. B. während Materialumformungen auftreten und dabei Aufschluss über Materialalterung und damit zu erwartenden Standzeiten und Lebensdauer geben. Dabei lassen sich Effekte nachweisen bis hinunter zu Domänen- und Kristallstrukturen.

Durch seine große Tragfähigkeit von bis zu einer Tonne kann der Hexapod den vollständigen Aufbau über Strecken von 400 mm mit einer Genauigkeit von ±1 µm positionieren, z. B. ganze Motorblöcke, Turbinenteile, Sinteröfen und Kryokammern sowie Schweißvorrichtungen oder andere Bearbeitungsmaschinen.

Frei definierbarer Drehpunkt

Für die entsprechende Ansteuerung kommuniziert der Hexapod-Controller mit der übergeordneten Steuerung der Messeinrichtung. Die gewünschten Positionen werden in kartesischen Koordinaten vorgegeben; alle Transformationen für die Einzelantriebe übernimmt der Controller. Per Softwarebefehl ist die Festlegung eines beliebigen Punktes im Raum als Rotationszentrum möglich. Die Bewegung der Hexapod-Plattform lässt sich so präzise auf die jeweilige Aufgabenstellung abstimmen.

PI Hexapod EH3 PETRA III
Hexapod in der Experimentierhütte EH3 der Beamline P07 an PETRA III: Hier positioniert er eine Kammer zum Laserschweißen von Titanaluminiden (Bild: PI / Helmholtz-Zentrum Geesthacht)
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6-achsige Mikro- und Nanopositioniersysteme in unterschiedliche Ausführungen des parallelkinematischen Designs für die Elektronikfertigung, Werkzeugkontrolle oder Medizintechnik. Dabei können die Mikroroboter je nach Ausführung ohne weiteres Lasten von bis zu 1000 kg auf den Mikrometer genau positionieren.

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PI Hexapod H-811

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Broschüre: PI Hexapoden Pdf 4.1 M BRO14D