Zykloidgetriebe für einen 2-Achs-Positionierer

In weltweit sechs von zehn Industrierobotern stecken Nabtesco-Getriebe – damit ist der japanische Hersteller mit Europazentrale in Düsseldorf Marktführer in der Robotik. Zu verdanken haben die Getriebe des Unternehmens diesen Erfolg ihrem besonderen Konstruktionsprinzip. Aufgrund der zykloiden Bauweise kommen sie im Inneren ohne Zahnräder aus und sind keinen Scherkräften ausgesetzt. Das macht die Getriebesysteme leistungsfähig, sehr genau und extrem robust. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine kompakte Bauweise, einen geringen Verschleiß sowie eine äußerst lange Lebensdauer aus.

Doch die Zykloidgetriebe leisten nicht nur in Robotern ihre Arbeit, sondern auch in der Peripherie – wie dem variablen Drehtisch RSX-40K. Mit diesem neuen 2-Achs-Positionierer hat Nabtesco eine Lösung für anspruchsvolle Positionieraufgaben bei Schweißapplikationen geschaffen, die höchste Anforderungen an Präzision, Robustheit und Langlebigkeit erfüllt. „Der 2-Achs-Positionierer ist quasi eine zusätzliche Roboterachse zum Positionieren von Werkstücken“, erläutert Daniel Obladen, Head of Sales General Industries bei Nabtesco Precision Europe und ergänzt: „Roboter und Peripherie bilden eine Einheit. Je besser sie zusammenpassen, umso besser ist ihre Performance und Leistungsfähigkeit.“ Da ist es von Vorteil, dass der Schweißpositionierer wie die meisten seiner Roboter-Kollegen mit Nabtesco-Getrieben ausgestattet ist. „Zusammen mit dem Roboter entsteht so ein perfekt abgestimmtes System.“

Bei der Entwicklung des RSX-40K standen vor allem zwei Aspekte im Vordergrund: Zum einen ein genaues, zuverlässiges und langlebiges System zu schaffen, das sich schnell und problemlos in Schweißzellen integrieren lässt. Zum anderen Anwendern ein ergonomisches Arbeiten zu ermöglichen, denn Facharbeiter in der Industrie sind täglich viele Stunden in einem oft anspruchsvollen Arbeitsumfeld tätig. „Unser Fokus liegt auf dem Automotive-Bereich, da dort viel geschweißt wird“, erzählt Obladen und verweist gleichzeitig auf die Vielseitigkeit des RSX-40K: „Gleichwohl lässt sich der Schweißpositionierer überall einsetzen, wo Teile gefügt oder geschnitten werden müssen – sei es beim Schweißen, Kleben oder Laserschneiden.“

Seine Wandlungsfähigkeit verdankt das System einem modularen Aufbau, der zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten für eine einfache Anpassung an individuelle Anforderungen bietet. Der RSX-40K verfügt über zwei Achsen: eine zum Drehen und eine zum Schwenken – und ermöglicht so eine ergonomische Arbeitsplatzgestaltung. „Die zusätzliche Schwenkachse sorgt für eine besondere Ergonomie: Damit kann der Bediener die Positionierung präzise auf seine persönlichen Bedürfnisse anpassen“, erklärt Obladen. Zudem kann die Schwenkachse um ±16° gekippt werden. Dies erlaubt dem Anlagenhersteller eine genaue Positionierung in der Höhe zum Bestücken des Positionierers. „So kann die Anlage individuell auf die ergonomische Arbeitsplatzgestaltung verschiedener Mitarbeiter ausgerichtet werden. Das stellt einen erheblichen Wettbewerbsvorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen dar“, so Obladen. Bisherige Lösungen seien nicht besonders variabel, was das Kippen betrifft. Oder sie müssen aufwendig modifiziert werden. Beide Achsen sind mit Hohlwellen ausgestattet, sodass sich Kabel zum Versorgen der Fixier- beziehungsweise Klemmvorrichtungen durchführen lassen.

Mit einer Höhe von 270 mm ist der Drehtisch besonders flach und kann damit auch überall dort eingesetzt werden, wo nur wenig Platz zur Verfügung steht. Die Montage ist unkompliziert: Mittels Schrauben lässt sich der Schweißpositionierer auf dem Boden oder der Anschlusskonstruktion montieren und gewährleistet so einen stabilen Stand – geeignet für die Traglasten von bis zu 4 t, die der Drehtisch aufnehmen kann.

Roboter-Schweißanlagen müssen schnell und absolut präzise arbeiten. Die Präzisionsgetriebe von Nabtesco positionieren hochgenau mit einem Spiel unter einer Winkelminute. Schweißpunkte – selbst komplizierte geometrische Strukturen – im Hundertstel-Millimeterbereich lassen sich so punktgenau schweißen, ohne das Werkstück aus- und wieder einspannen zu müssen. Im Drehtisch RSX-40K sorgen die robusten Kraftpakete der RS-Serie für ein schnelles Beschleunigen und Abbremsen und ermöglichen damit die exakte Ausrichtung der Werkstücke. Neben der hohen Positioniergenauigkeit zeichnet sich die RS-Serie durch ihre Kraft und eine solide, kompakte Bauform aus. Durch ihre stabile, strapazierfähige Konstruktion sowie die hohe Leistungsfähigkeit und Präzision sind die RS-Exzentergetriebe herkömmlichen Nocken­wellen- und Schneckengetrieben deutlich überlegen. Auch die ebenfalls verbauten Einbausätze der RV-N-Reihe sind sehr leistungsstark und extrem belastbar – und das bei reduziertem Gewicht.

Die hohe Robustheit und Zuverlässigkeit der Getriebe ist das Ergebnis ihrer besonderen Bauweise. Zykloidgetriebe bestehen im Wesentlichen aus vier Bauelementen: einer Antriebswelle, zwei oder drei Exzenterwellen, zwei Kurvenscheiben und einer der Untersetzung entsprechend langsam laufenden Abtriebswelle. Dieses ausgeklügelte zweistufige Untersetzungsprinzip macht die Getriebe unempfindlich gegen Schockbelastungen und erlaubt hohe Drehmomente. Die Kraftübertragung über Rollen garantiert einen hohen Wirkungsgrad von bis zu 85 % und eine lange Lebensdauer. Ihr Konstruktionsprinzip führt darüber hinaus zu einem exzellenten Verhalten hinsichtlich Dynamik und Laufruhe sowie einer hohen Wiederhol- und Bahngenauigkeit. Das ist vor allem bei schnellen und abrupten Bewegungen dynamischer Positionieraufgaben von Vorteil, wie sie etwa bei Schweißdrehtischen gefordert sind. Mit der Kombination von Zykloidgetrieben in einem Drehtisch mit integrierter Schwenkachse hat Nabtesco eine Alternative zu den bisher verfügbaren Standard-Lösungen geschaffen. jl