Spezielle Getriebe für spezielle Roboter
Passt perfekt!
Hohe Dynamik, große Präzision, besondere mechanische Belastungen: Manipulatoren in der Robotik müssen extreme Anforderungen erfüllen - und mit ihnen die Getriebe in den Antrieben. Eine Antwort auf diese Anforderungen können anwendungsspezifische Getriebe wie die Baureihe NDF von Neugart sein. Für noch ausgefallenere Robotik-Aufgabenstellungen entwickelt der Hersteller individuelle Sonderlösungen.
Bild: Neugart GmbHFür die Positioniergenauigkeit eines Roboters spielt auch die Präzision der eingesetzten Getriebe eine wichtige Rolle. Wesentliche Faktoren sind dabei ein geringes Verdrehspiel und eine hohe Torsionssteifigkeit: Je geringer das Verdrehspiel eines Getriebes ist, desto genauer lässt sich ein Gegenstand positionieren. Aber auch Aspekte wie eine reduzierte Massenträgheit, niedriges Losbrechmoment oder ein anwendungsspezifisch angepasstes Dichtungskonzept entscheiden mit darüber, wie präzise ein Getriebe selbst bei hoher Dynamik arbeitet.
Wie eine solche leistungsfähige Lösung aussehen kann, zeigt Neugart mit dem Flanschgetriebe NDF. Es verfügt z.B. Beispiel über einen besonders verdrehsteif ausgeführten Planetenträgerkäfig sowie über speziell ausgelegte Planetenräder. Das Verdrehspiel der Getriebeverzahnung ist standardmäßig auf weniger als 1 arcmin begrenzt. Dementsprechend hoch ist die Positioniergenauigkeit. Hierdurch reduziert sich die Nachregulierung des Systems deutlich und verkürzt die Taktzeit des Roboters. Darüber hinaus zeichnet sich das NDF durch eine ganze Reihe von weiteren Besonderheiten an der Eingangs- wie an der Abtriebsseite aus.
Bild: Neugart GmbHPrädestiniert für Deltaroboter
In der Eingangsstufe verringert ein Klemmring aus Aluminium die Massenträgheit am Spannsystem. Ein reibungsarmer Radialwellendichtring reduziert zudem das Losbrechmoment. Dieses dynamische Antriebssystem ermöglicht extrem schnelle Richtungswechsel und entlastet zugleich den Motor. Es ist also weniger Kraft notwendig, um das Getriebe anzutreiben. Damit kann ein kleinerer und leichterer Motor eingesetzt werden. Als weitere Maßnahme sind in der Eingangsstufe des NDF drei Planetenräder verbaut, was sowohl die Massenträgheit gering hält als auch die Reibung an der schnelldrehenden Eingangsstufe mindert. Das Getriebe wird thermisch entlastet. Es entsteht weniger Wärme, speziell am sich schnell drehenden Getriebeantrieb. Außerdem werden Planschverluste im Ölbad gesenkt.
Mit diesen Eigenschaften ist das NDF besonders gut für den Einsatz in Deltarobotern geeignet. Das bestätigt Marco Ebner von der Schweizer Firma Syntegon Packaging Systems: "Die Zuverlässigkeit der Getriebe ist für uns ein Muss, um die Erwartungen unserer Kunden erfüllen zu können. Das NDF-Getriebe bietet dabei aus unserer Sicht das beste Gesamtpaket aus Performance, Qualität und Kosteneffizienz. Während der Entwicklung unserer neuen RPP-Maschinenplattform haben wir sehr eng und intensiv mit Neugart zusammengearbeitet und so die für uns exakt passende Getriebe-Lösung gefunden."
Außergewöhnliche Anforderungen
Für viele getriebetechnische Anforderungen bieten modifizierte Standardmodelle wie das NDF die richtige Lösung. Wenn es aber um besonders anspruchsvolle Antriebsaufgaben geht, spezielle Einbausituationen vorliegen oder der Einsatzort besondere Anforderungen verlangt, sind anwendungsspezifische Sondergetriebe gefragt. Deren Entwicklung setzt nicht nur technisches Knowhow voraus, sondern auch einen engen Dialog zwischen Hersteller und Kunde. Spezielle Anforderungen, die ein Sondergetriebe erforderlich machen können, gibt es viele: Beispiele aus dem Neugart-Kundenkreis finden sich nicht nur in Lackierrobotern, sondern auch in vielen anderen Hightech-Anwendungen wie Kernspintomographen oder Automatisierungssystemen für die Agrarindustrie.
Bild: Neugart GmbHModifizierte Standardgetriebe
Oft muss es aber gar kein komplett neues Sondergetriebe sein. Denn viele Aufgaben lassen sich auch durch Modifikationen an Standardgetrieben schnell und unkompliziert lösen. So kommen etwa in Verpackungsmaschinen für komplexe Anwendungen, die spezifische Antriebslösungen benötigen, oft modifizierte Standardgetriebe zum Einsatz. Die Basis dafür bildet ein geeignetes Standardgetriebe aus dem breit gefächerten Neugart-Portfolio. Während Gehäuse, Lagerung und Verzahnungsteile dabei unverändert bleiben, können Abtriebswelle, Spannsystem oder Motoradapter auf vielfältige Weise angepasst werden. Ebenso sind Sonderlackierungen oder spezielle Beschichtungen wie eine Vernickelung möglich.
Der Entwicklungsaufwand ist bei modifizierten Standardgetrieben deutlich geringer als bei kompletten Sonderlösungen, da nur wenige Bauteile geändert werden müssen. Häufig werden bestehende Komponenten nur neu kombiniert, um die passende Lösung für den Kunden zu finden. Deshalb ist eine schnelle Verfügbarkeit der Bauteile garantiert. Mustergetriebe wie auch Serienlieferungen können in entsprechend kurzer Zeit realisiert werden.
Entwicklungs- und Fertigungskompetenz
Entwicklung und Fertigung anwendungsspezifischer Sonder- und modifizierter Standardgetriebe erfordern besondere Kompetenz auf Seiten des Herstellers. Das betrifft insbesondere die Auslegung, Umsetzung und Anpassung von Verzahnungsteilen. Im Neugart Verzahnungs-Kompetenzzentrum (VKZ) wird für jedes Getriebe die passende Verzahnungsgeometrie errechnet, egal ob Standard- oder Sondergetriebe. Auch neue Fertigungs- oder Härteverfahren werden im VKZ entwickelt.
Neugart baut sowohl schräg- als auch geradverzahnte Getriebe und deckt damit sämtliche Möglichkeiten ab. Nur wenige Getriebehersteller können beide Verzahnungsarten im eigenen Haus fertigen. Entwicklung und Fertigung aller Getriebe findet am Produktionsstandort in Kippenheim statt - gestützt auf die Expertise aus über 90 Jahren Erfahrung und jährlich rund 400.000 weltweit ausgelieferten Planetengetrieben. Das Spektrum an Sondergetrieben von Neugart umfasst dabei auch Stirnradgetriebe sowie Winkelgetriebe mit geradverzahnten oder spiralbogenverzahnten Kegelrädern oder mit Hypoid-Kegelrädern.
Wirtschaftliche Vorteile von Sondergetrieben
Nicht zuletzt macht sich der Einsatz von kundenspezifischen Sondergetrieben in wirtschaftlicher Hinsicht bezahlt. Denn der einmalige Engineering-Aufwand amortisiert sich über den Mehrwert - z.B. weil die entsprechende antriebstechnische Aufgabe anders gar nicht zu lösen gewesen wäre, oder weil sich der zur Verfügung stehende Platz durch Sonderbauformen effizienter ausnutzen lässt. Außerdem können Sondergetriebe unter Umständen anwendungsspezifisch einfacher und damit günstiger ausgelegt werden als vergleichbare Standardprodukte. Diese Einsparungen addieren sich mit zunehmender Stückzahl.
Bild: Neugart GmbHPrädestiniert für Deltaroboter
In der Eingangsstufe verringert ein Klemmring aus Aluminium die Massenträgheit am Spannsystem. Ein reibungsarmer Radialwellendichtring reduziert zudem das Losbrechmoment. Dieses dynamische Antriebssystem ermöglicht extrem schnelle Richtungswechsel und entlastet zugleich den Motor. Es ist also weniger Kraft notwendig, um das Getriebe anzutreiben. Damit kann ein kleinerer und leichterer Motor eingesetzt werden. Als weitere Maßnahme sind in der Eingangsstufe des NDF drei Planetenräder verbaut, was sowohl die Massenträgheit gering hält als auch die Reibung an der schnelldrehenden Eingangsstufe mindert. Das Getriebe wird thermisch entlastet. Es entsteht weniger Wärme, speziell am sich schnell drehenden Getriebeantrieb. Außerdem werden Planschverluste im Ölbad gesenkt.
Mit diesen Eigenschaften ist das NDF besonders gut für den Einsatz in Deltarobotern geeignet. Das bestätigt Marco Ebner von der Schweizer Firma Syntegon Packaging Systems: "Die Zuverlässigkeit der Getriebe ist für uns ein Muss, um die Erwartungen unserer Kunden erfüllen zu können. Das NDF-Getriebe bietet dabei aus unserer Sicht das beste Gesamtpaket aus Performance, Qualität und Kosteneffizienz. Während der Entwicklung unserer neuen RPP-Maschinenplattform haben wir sehr eng und intensiv mit Neugart zusammengearbeitet und so die für uns exakt passende Getriebe-Lösung gefunden."
Außergewöhnliche Anforderungen
Für viele getriebetechnische Anforderungen bieten modifizierte Standardmodelle wie das NDF die richtige Lösung. Wenn es aber um besonders anspruchsvolle Antriebsaufgaben geht, spezielle Einbausituationen vorliegen oder der Einsatzort besondere Anforderungen verlangt, sind anwendungsspezifische Sondergetriebe gefragt. Deren Entwicklung setzt nicht nur technisches Knowhow voraus, sondern auch einen engen Dialog zwischen Hersteller und Kunde. Spezielle Anforderungen, die ein Sondergetriebe erforderlich machen können, gibt es viele: Beispiele aus dem Neugart-Kundenkreis finden sich nicht nur in Lackierrobotern, sondern auch in vielen anderen Hightech-Anwendungen wie Kernspintomographen oder Automatisierungssystemen für die Agrarindustrie.
Neugart GmbH
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 5 (Sep Okt) 2024 - 30.09.24.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
