Pokud je třeba měřit nejmenší akustické signály, nesmí se stát především jedna věc: aby se samotná technologie měření stala rušivým faktorem. Právě před touto výzvou stála společnost MRK Systeme GmbH. Jako komplexní systémový integrátor vyvíjí tato společnost automatizační řešení s využitím kolaborativních robotů (cobotů) a průmyslových robotů pro nejrůznější odvětví a vysoce specializované aplikace.
Pro náročný zákaznický projekt u výrobce polovodičů Infineon spojila společnost MRK své kompetence s kompetencemi specialisty na pohonnou techniku HIWIN. Společně vzniklo řešení, které přeměňuje původně ručně prováděnou laboratorní aplikaci na vysoce automatizovanou, průmyslově orientovanou testovací buňku – s maximální přesností, vysokou dynamikou a téměř dokonalou tichostí chodu. Cílem bylo akustické měření nejmenších součástek, například mikrofonů pro spotřební elektroniku, jako jsou sluchátka do uší, za absolutně nerušených podmínek bez cizích zvuků nebo vibrací.

Rozhodující podnět k současné spolupráci přišel na začátku roku 2025 – první styky mezi společnostmi MRK a HIWIN však sahají již dva až tři roky zpět. Již tehdy se společnost HIWIN profilovala jako spolehlivý partner v rozsahu pohonných technologií a dokázala přesvědčit zejména svou kompetencí v oblasti návrhu pohonných systémů. „Víme přesně, že naše síla spočívá v systémové integraci. Při návrhu pohonných systémů se rádi spoléháme na zkušené partnery. A právě v tomto ohledu nás společnost HIWIN přesvědčila hned od začátku,“ popisuje spolupráci Michael Mohre, jednatel společnosti MRK Systeme GmbH.
S představením série elektrických válců se nakonec naskytla příležitost tuto odbornost opět využít v vhodném projektu. Z kombinace – osvědčené spolupráce a nového technologického řešení – se rychle vyvinula nová partnerská spolupráce, která se vyznačovala praktickým přístupem, rychlostí a vysokou technickou kompetencí. „Jsme otevření vůči novým technologiím – nakonec pro nás vždy záleží na tom, co v projektu skutečně funguje. A v tomto ohledu nás HIWIN prostě opět přesvědčil,“ říká Mohre.
Požadavky na nové řešení přitom nebyly vůbec jednoduché: vysoce dynamický pohyb musel být kombinován s nejvyšší přesností polohování a zároveň s naprosto plynulým chodem bez vibrací. K tomu se přidala integrace do řídicího prostředí založeného na Siemensu přes Profinet, spolehlivý nepřetržitý provoz s několika tisíci cykly týdně a také výzva provozovat několik zařízení paralelně a v bezprostřední blízkosti sebe navzájem, aniž by docházelo k vzájemnému akustickému rušení.

Proč elektrické válce HIWIN přesvědčily
Již ve fázi návrhu byly intenzivně prověřovány různé principy pohonu. Nakonec zvítězilo řešení od společnosti HIWIN. Rozhodující byla zejména kombinace mechanické přesnosti, jednotné systémové architektury a snadné integrace.

Jádrem zařízení jsou dva synchronizované elektrické válce HIWIN, které otevírají a zavírají zvukově izolovanou měřicí komoru. Hrají tak klíčovou roli v celém procesu – každý pohyb totiž musí být vysoce dynamický, přesný a zároveň naprosto bezporuchový.
Z technologického hlediska jsou elektrické válce založeny na vysoce zatížitelném a speciálně vyvinutém okružovaném kuličkovém šroubu. Ten zajišťuje obzvláště rovnoměrný přenos síly bez jevů „stick-slip“ a umožňuje vysokou opakovatelnost i při nepřetržitém provozu. Zároveň tato konstrukce snižuje vlastní kmitání a mechanické vibrace na minimum. Výsledkem je mimořádně tichý chod – rozhodující faktor pro akusticky citlivé aplikace, v nichž by i ty nejmenší vibrace nebo dozvukové jevy mohly zkreslit výsledky měření.
K tomu přispívá vysoká mechanická tuhost a schopnost spolehlivě a kontrolovaně pohybovat i velkými pohyblivými hmotami. V dané aplikaci se totiž v žádném případě nejedná o lehké konstrukční prvky: Pohyblivé součásti zvukově izolované měřicí komory jsou masivně provedeny a každá z nich váží výrazně přes 100 kilogramů. Použité pohony musí tyto odpovídající síly bezpečně přenášet a přesně je přemísťovat. O to působivější je, že elektrické válce dosahují tohoto výkonu v kompaktní konstrukci. Rozmanité možnosti přišroubování a centrování navíc usnadňují integraci do celkového systému a nabízejí vysokou flexibilitu při návrhu stroje. „Hladký chod byl jedním z klíčových kritérií – nejen během pohybu, ale i v klidu. Právě v tomto ohledu nás elektrické válce HIWIN přesvědčily,“ říká Thomas Rödig, vedoucí projektu ve společnosti MRK.

Další rozhodující výhodou byl ucelený systémový přístup společnosti HIWIN. Místo nutnosti kombinovat jednotlivé komponenty od různých výrobců byl použit plně sladěný pohonný balíček, sestávající z elektrických válců, servomotorů řady EM1 a servopohonů ED1.
Tento systémový přístup nabízí zásadní výhody: Komponenty jsou navzájem optimálně sladěny, což vede k mimořádně stabilnímu a reprodukovatelnému regulačnímu chování – a to i v synchronizovaném soustavě os. Zároveň odpadá velká část jinak obvyklé námahy spojené s integrací a laděním. Propojení přes Profinet do stávajícího řídicího systému Siemens proběhlo hladce a bez dalších problémů s rozhraními.
Výsledkem je mimořádně stabilní systém pohonu s krátkou dobou uvedení do provozu a maximální spolehlivostí procesu. „Právě kombinace mechaniky, motoru a řízení pohonu od jednoho dodavatele nám ušetřila spoustu času – a především nám poskytla jistotu,“ zdůrazňuje Rödig.

Dokonalá součinnost během provozu
V provozu se výkonnost zařízení projevuje v detailech: dva elektrické válce synchronně otevírají zvukově izolovanou měřicí komoru, načež převzetí osazování převezme kolaborativní robot. S podporou vysoce vyspělého 3D optického systému rozpoznává přesnou polohu drobných testovaných vzorků, kompenzuje odchylky v reálném čase a přesně umisťuje součástky do měřicí komory. Následně elektrické válce těleso opět uzavřou tak tiše, že ani ta nejcitlivější akustická měření nejsou nijak ovlivněna. Celý proces probíhá plně automaticky, stabilně a reprodukovatelně. Ani při provozu několika souběžně provozovaných zařízení nedochází k vzájemnému akustickému ovlivňování, což podtrhuje škálovatelnost tohoto řešení.

Partnerství jako faktor úspěchu
Klíčovým faktorem úspěchu projektu byla úzká a partnerská spolupráce mezi společnostmi MRK, HIWIN a Infineon. Již v rané fázi projektu byl přímo u konečného zákazníka proveden společný test proveditelnosti – s reálným hardwarem a za skutečných provozních podmínek.
„Test na místě byl rozhodující. Díky němu jsme mohli včas rozpoznat potenciální výzvy a přímo je vyřešit,“ vypráví Michael Bachschneider, obchodní zástupce společnosti HIWIN zodpovědný za tento projekt.
Kromě toho společnost MRK již v rané fázi projektu navštívil HIWIN Academy Truck. V tomto rámci měla i společnost Infineon jako konečný zákazník možnost si přímo na místě udělat představu o technologii a řešeních společnosti HIWIN. Přímá výměna názorů i živá ukázka pohonných technologií významně přispěly k vybudování důvěry a k dále upevnění rozhodnutí pro společné řešení.
I během realizační fáze zůstala komunikace intenzivní a zaměřená na řešení. Společné dimenzování systémů pohonu, rychlé reakce na technické dotazy a přímá komunikace mezi týmy zajistily vysokou míru důvěry a efektivity. „Prostě jsme z toho měli dobrý pocit – společnost HIWIN byla rychlá, flexibilní a orientovaná na řešení. Přesně to se v takových projektech potřebuje,“ popisuje spolupráci Michael Mohre.

Dnes se tento úspěch projevuje v řešení, které přesvědčuje jak po technologické, tak po ekonomické stránce. Ruční procesy v laboratoři se podařilo výrazně omezit, zatímco reprodukovatelnost výsledků měření a průchodnost se zároveň významně zvýšily.
Zařízení nejenže splňuje náročné požadavky společnosti Infineon na kvalitu, ale nabízí také vysokou flexibilitu pro budoucí úpravy a rozšíření.

Partnerství mezi společnostmi MRK Systeme GmbH a HIWIN GmbH tak již dávno přesáhlo rámec jediného projektu. Je příkladem moderní automatizace: součinnost specializovaných kompetencí, společné chápání náročných aplikací a schopnost vyvíjet inovativní řešení na partnerské bázi.
„Spolupráce byla vynikající – a vidíme zde zcela jasný potenciál pro mnoho dalších projektů,“ říká Michael Mohre s pohledem do budoucnosti.

Když se propojí přesnost, systémová kompetence a partnerská spolupráce, vzniká více než jen funkční automatizační řešení – vzniká udržitelná inovační síla.

Podívejte se nyní na video o této aplikaci!