Hohe Präzision

Der Autor: Daniel Obladen, Sales Engineer, Nabtesco, Düsseldorf

Auf Basis der RV-E-Baureihe entwickelte Nabtesco kompakte, leichte und leistungsstarke Getriebe für die Robotikindustrie, die sich hervorragend für den Einsatz in Schweißanwendungen eignen: die RV-N-Serie. „Wenn man Modelle der RV-E- mit denen der RV-N-Serie vergleicht, hat man technisch gesehen nahezu die gleichen Werte, allerdings hat sich der benötigte Bauraum bei den RV-N-Getrieben je nach Modell um bis zu vierzig Prozent reduziert“, berichtet Vertriebsleiter Marcus Löw. Das wirkt sich positiv auf die Baugröße, das Gewicht und die Massenträgheit der Roboter aus, ohne dass Performance verloren geht.

Legt der Anwender bei seinen Schweißsystemen Wert auf eine integrierte Hohlwelle, bietet Nabtesco hierfür die RV-C-Serie. Die Hohlwelle ist für Roboterhersteller wichtig, um Kabel und Zuleitungen zu schützen, die für die Steuerung und Versorgung des Automaten benötigt werden.

„Für Systemintegratoren, die eher kleinere Stückzahlen benötigen, hat Nabtesco nun anstelle der RD-Serie die Getriebeköpfe der RD2-Serie im Programm, mit denen sich kundenspezifische Lösungen mit Hohl- oder Vollwelle verwirklichen lassen“, so Löw. Für kompaktere Baugruppen steht darüber hinaus die in Europa angepasste RH-N-Serie zur Verfügung.

Moderne Roboter-Schweißanlagen müssen schnell und mit hoher Präzision arbeiten. Um alle zu schweißenden Punkte erreichen zu können, musste das Werkstück in der Vergangenheit häufig umgespannt werden. Dabei entstanden zwangsläufig Ungenauigkeiten und Fehler. Werden jedoch Bauteilpositionierer eingesetzt, kann das Werkstück ohne Umspannen geschweißt werden. Das Ergebnis sind präzise Schweißnähte von hoher Güte mit niedrigen Produktionszeiten und -kosten.

Eine Vielzahl der Hersteller von Roboter-Schweißanlagen verwenden Zykloidgetriebe der Serien RV-N und RV-C von Nabtesco für kundenspezifische Positionierer und Drehtische. Die Getriebe nehmen hohe Stützmomente auf und erreichen alle Schweißpunkte im Zehntelmillimeter-Bereich. Dabei ist es wichtig, dass das Schweißbad immer exakt in der Wanne gehalten wird. Von Vorteil für anwenderspezifische Lösungen ist das fein abgestufte Produktprogramm des Herstellers.

Die Serie RV-N kombiniert die RV-Getriebe mit großen integrierten Schrägkugellagern. Diese nehmen die äußeren Kräfte und Momente auf und erübrigen eine zusätzliche externe Lagerung. Die Abmessungen dieser Getriebe sind im Vergleich zur Vorgängerserie deutlich kompakter – bei vergleichbaren Leistungsdaten konnten sie um durchschnittlich eine Baugröße verringert werden. Durch eine spezielle Wärmebehandlung der Getriebe im Produktionsprozess erhöht sich außerdem die Temperaturbeständigkeit, die Standzeiten verlängern sich. Für vielfältige Einsatzmöglichkeiten sind diverse Baugrößen mit Nennmomenten von 245 bis 7000 Nm erhältlich. Der Aufbau der RV-C-Getriebe entspricht dem der RV-N-Serie, nur dass zusätzlich eine großzügig bemessene Hohlwelle vorhanden ist.

Die für Zykloidgetriebe typische Kraftübertragung über Rollen ohne Zahnräder ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad, eine lange Lebensdauer und ein sehr geringes Spiel des Getriebes. Die rollende Reibung aller an der Kraftübertragung beteiligten Elemente gewährleistet außerdem ein geringes Losbrechmoment. Das bei den RV-Getrieben verwendete, zweistufige Untersetzungsprinzip (zwischen Antrieb und Stirnrädern sowie durch die Kurvenscheibe) reduziert die Vibrationen sowie die Massenträgheit und lässt größere Untersetzungen zu. Der nahezu 100%ige Kontakt innerhalb der Zykloid-Bolzenkonstruktion und die gleichmäßige Kraftverteilung innerhalb des Getriebes erlauben zudem eine hohe Belastung bei geringem Spiel. Dank dieses Aufbaus erreichen die RV-Getriebe eine hohe Wiederhol- und Bahngenauigkeit: Im Nulldurchgang der Hysterese liegt die Öffnung deutlich unter einer Winkelminute. Der symmetrische Aufbau und die Wälzlagerabstützung aller Wellen gewährleisten zudem ein konstantes Betriebsverhalten auf Lebenszeit und erlauben hohe Lastspitzen bis zum Fünffachen des Nenndrehmoments, wie sie z. B. in Not-Aus-Situationen auftreten können.

Ein Komplettanbieter für MIG/MAG- und WIG-Geräte sowie für einsatzfertige Robotersysteme entwickelte und produzierte in den 80er-Jahren noch selbst Getriebe für Roboterschweißzellen und Fertigungslinien. Als nach etwa 20 Jahren die Ansprüche der Branche an Performance, Dynamik und Steifigkeit der Getriebe sowie auch die Kosten für die eigene Produktion über das rentable Niveau hinaus anstiegen, wandte sich das Unternehmen im Jahr 2000 an Nabtesco. Deren Getriebe waren die einzigen auf dem Markt, die standardmäßig eine Hohlwelle aufwiesen. Um die höchste Integration zu gewährleisten, entschied man sich für die Getriebe der Serie RV-C, die bis zu einem Drehmoment von 11 760 Nm eingesetzt werden können.

Die Getriebe weisen auch unter hoher Belastung einen Backlash von deutlich weniger als einer Winkelminute auf. Um Vibrationen auf ein Minimum zu reduzieren und ein kleines Massenträgheitsmoment durch kleine Abmessungen der Zahnräder und des Ritzels in der Eingangsstufe zu erzielen, sind die Getriebe mit einer zweistufigen Untersetzung konstruiert. Durch den einfachen Tausch der Stirnräder der ersten Stufe lässt sich eine Vielzahl von Untersetzungen realisieren.

Dass es richtig war, auf die Getriebe der RV-C-Serie zu setzen zeigte sich schon bei den ersten neuen Industrierobotern des Komplettanbieters: Die Kosten für die Systeme konnten reduziert werden und die hohe Wiederholgenauigkeit der Getriebe von ,0,1 mm führte sogar zu noch genaueren Schweißergebnissen. I

Halle 3, Stand 429

Nabtesco Precision Europe GmbH

Marcus Löw, Vertriebsleiter

Tel.: 0211 17379-250

Detaillierte Informationen zu den Getrieben für Roboter-Schweißanlagen