Fabrik der Zukunft, Bild: Nabtesco

Linear gestaltete Fertigungsstraßen wie sie heutzutage oft im Automobilbau oder der Verpackungsindustrie eingesetzt werden, wird es in der Fabrik der Zukunft nicht mehr geben. Stattdessen wird die Produktion flexibler, mobiler und modular aufgebaut sein. Bild: Nabtesco

Als Henry Ford Anfang des 20. Jahrhunderts im Automobilbau die Fließbandfertigung einführte, revolutionierte er mit seinem Konzept von Arbeitsteilung und Standardisierung nicht nur die Fahrzeugbranche, sondern die gesamte industrielle Produktion. Bald hielt das neue Fertigungsverfahren auch in anderen Wirtschaftszweigen Einzug und wurde schnell zum Erfolgsmodell. Doch auch wenn standardisierte Massenfertigungsprozesse noch immer vielerorts die Fabrikhallen prägen – die Tage des Fließbands sind längst gezählt. Denn in der flexiblen, intelligenten Produktion der Fabrik der Zukunft hat der einstige Erfolgsgarant keinen Platz mehr. Fertigungsstraßen wie wir sie heute kennen – mit der immer gleichen Abfolge und Anordnung von hintereinander geschalteten Produktionsschritten –, wird es in der Smart Factory von morgen nicht mehr geben.

An die Stelle starrer Fertigungslinien mit Montagebändern und Volumenproduktion treten Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Selbstständigkeit. Die Vision: eine wandlungsfähige, modulare und sich selbst optimierende Fertigung. „Die Smart Factory der Zukunft organisiert sich quasi selbst“, so Daniel Obladen, Head of Sales General Industries bei der Nabtesco Precision Europe: „Standardisierte, vorgefertigte Abläufe wird es nicht mehr geben. Stattdessen bewegen sich Roboter, Fahrerlose Transportsysteme (FTS) oder auch das Werkstück selbst frei in der Werkhalle und fahren je nach Bedarf und Verfügbarkeit eigenständig die benötigten Bearbeitungsstationen an.“

Flexibilität durch Mobilität

Mecanum-­Räder, Bild: Nabtesco
Antriebeinheit mit Mecanum-­Rad. Dank ihrer besonderen Konstruktionsweise können sich Mecanum-­Räder ohne Wendekreis frei in alle Richtungen bewegen und drehen. Bild: Nabtesco

Die Smart Factory der Industrie 4.0 erfordert maximale Flexibilität. Das bedeutet aber auch maximale Mobilität von Roboter und Peripherie. Bereits jetzt sind geschätzt rund 1,8 Millionen Industrieroboter weltweit im Einsatz. Laut dem Branchenverband International Federation of Robotics (IFR) wird sich diese Zahl bis 2020 voraussichtlich auf 3,05 Millionen so gut wie verdoppeln. Noch sind Roboter meist eher statisch und auf das Ausführen sich wiederholender Bewegungsabläufe programmiert. Doch die nächste Generation steht schon in den Startlöchern, betont Daniel Obladen: „Der Roboter von morgen ist mobil. Er navigiert autonom und bewegt sich frei im Raum – ohne Schienen oder vorgegebene Wege.“ Dabei sind die autonomen mobilen Roboter nicht nur in der Lage, sich in bekanntem Milieu zu zurechtzufinden, sondern können sich auch auf unbekanntem Terrain orientieren. Obladen muss es wissen: Schließlich ist Nabtesco mit einem Marktanteil von 60 Prozent Weltmarktführer für Robotergetriebe. Ob besonders klein und leicht, kraftvoll, schnell oder flexibel – viele Getriebetypen sind speziell für die Bedürfnisse der Robotik-Branche optimiert. Eine besondere Stärke liegt dabei im Customising: Gemeinsam mit dem Kunden entwickelt Nabtesco individuelle Antriebslösungen, die an die jeweiligen Anforderungen angepasst sind.

Zykloidgetriebe, Bild: Nabtesco
Die kompakten Zykloidgetriebe der RF-­P-­Serie von Nabtesco arbeiten extrem präzise und ermöglichen schnelle Taktzeiten sowie hohe Abtriebsgeschwindigkeiten bis zu 200 min-­1. Bild: Nabtesco

In den vergangenen Jahren hat sich die europäische Tochterfirma Nabtesco Precision Europe vom einfachen Getriebelieferanten zum Systemanbieter kompletter Antriebslösungen entwickelt und seine elektrische- und steuerungstechnische Expertise des Teams am Firmensitz in Düsseldorf kontinuierlich ausgebaut. Längst leisten die hochpräzisen und zuverlässigen Exzentergetriebe nicht nur in den Gelenken von Robotern gute Arbeit, sondern auch in der Peripherie und weiteren Branchenlösungen. So entwickelt Nabtesco aktuell ein elektromechanisches Antriebskonzept, das der Produktion der Zukunft die benötigte uneingeschränkte Mobilität verschafft: eine Antriebseinheit mit Mecanum-Rad. Anders als bei herkömmlichen Rädern sind bei Mecanum-Rädern auf einer Felge mehrere drehbar gelagerte tonnenförmige Rollen angebracht, meist im Winkel von 45 Grad zur Achse des gesamten Rades. Diese spezielle Konstruktionsweise ermöglicht eine omnidirektionale Mobilität. Ob Drehen auf der Stelle, Kurven in beliebigem Radius oder Manövrieren auf engstem Raum – Mecanum-Räder erlauben es Fahrerlosen Transportfahrzeugen, Förderfahrzeugen oder mobilen Robotern, sich frei wie ein Luftkissenboot in alle Richtungen fortzubewegen und zu drehen. Ganz ohne Rangieren oder Wendekreis. Gerade bei beengten Raumverhältnissen bietet dies große Vorteile. Daniel Obladen: „Wir sind stark in der Robotik, was die Herstellung von Präzisionsgetrieben für Roboterachsen angeht und nutzen das Wissen und die Erfahrung jetzt, um den nächsten Schritt zu tun.“

High-Speed auf geringerem Bauraum

Bei dem vollintegrierten und dezentralen Antriebskonzept von Nabtesco sind alle erforderlichen Komponenten in der Radeinheit untergebracht. Das bietet dem Anwender Gestaltungsfreiheit bei der Konstruktion von FTS-Lösungen. Dank der verwendeten Zykloidgetriebe arbeitet das kompakte und robuste Antriebskonzept zudem wartungsfrei. „Unsere Getriebe besitzen neben der Präzision noch weitere Attribute, die für den Einsatz in FTS-Radantrieben entscheidend sind“, erläutert Obladen. „Nabtesco-Getriebe sind robust, zuverlässig und bekannt für ihre Langlebigkeit. Durch ihre kompakte Bauweise, ihre integrierte Hauptlagerung, welche Radial- und Axialkräfte aufnehmen können, eignen sich diese ideal für Mecanum-Räder.“ Für seine neue Antriebseinheit verwendet Nabtesco ein Sondergetriebe, das auf dem RF-P-Vollwelleneinbausatz mit optimierter Lagerung basiert. Die RF-P-Serie wurde speziell für Anwendungen konzipiert, die schnelle Taktzeiten und hohe Abtriebsgeschwindigkeiten voraussetzen, bei denen das vorhandene Platzangebot jedoch stark begrenzt ist. Damit sind die kompakten RF-P-Einbausätze wie geschaffen für den Einsatz in FTS-Radantrieben.

Auch wenn die Industrie zum Großteil noch nach den altbewährten Fertigungsmustern arbeitet – die Zukunft der Produktion hat längst begonnen. Mit dem omnidirektionalen Antriebssystem mit Mecanum-Rad liefert Nabtesco die Technologie für die mobile Robotergeneration und die flexible, modulare Fertigung von morgen. wk