antriebstechnik 11/2018

MAGAZIN
lediglich miteinander zu
kombinieren, sondern
gemeinsam neue mechatronische
Lösungen
zu entwickeln. „Wellund
Zykloidgetriebe verlieren
in der Einzelbetrachtung
an Relevanz – auch weil
die Präzision allein kein wirkliches
Unterscheidungskriterium mehr darstellt.
Es geht stattdessen um Grundanforderungen,
die ein kompletter Antriebsstrang
in der Robotik erfüllen muss“, macht
Martin Pointner, Global Business Development
Manager Robotics bei Sumitomo
Drive Technologies, klar. Dazu zählen
neben der Kompaktheit auch Fragen zur
Lärm- und Wärmeentwicklung. Diese beiden
Aspekte resultieren aus der Inter aktion
mit dem Menschen. Niemand ist schließlich
damit geholfen, z. B. in einem Testlabor
Helfer auf dem Tisch stehen zu haben, die
mehr Krach erzeugen, als dass sie die Arbeit
erleichtern. Spezielle Verzahnungsberechnungen
und das zykloide Wirkprinzip
der Getriebe bieten hier in puncto
Geräuschentwicklung hörbare Vorteile.
Ebenfalls in den Bereich der Ergonomie
und Arbeitssicherheit fällt die Wärmeentwicklung.
Es gehört zum Sinn und Zweck
von Cobots, vom Nutzer regelmäßig angefasst
und geführt zu werden. Folglich ist
jede Temperatur, die als unangenehm
empfunden wird, inakzeptabel. „Konventionelle
Roboter erreichen in Antriebsnähe
schnell 50 °C. In einer Industriehalle stört
das aufgrund der herrschenden Distanz
niemanden“, meint Pointner. Cobots hingegen
müssen kühler bleiben – was gerade
angesichts der geforderten Leistungsdichte
der Antriebe sofort Fragen der thermischen
02 Die E-Cyclo Getriebeserie und
die Akquisition von Lafert sind
Basis für die Entwicklung von
Servoantriebsstranglösungen
Verluste aufwirft. Diese sind am
besten mit hoher Effizienz in den
Griff zu bekommen. Sumitomo
Drive Technologies setzt deshalb neue
Werkstoffe, optimierte Schmierungen sowie
effektive Wärmeableitungen ein, um
die Oberflächentemperaturen in den Antriebsbereichen
zu senken. „Die Erwartungshaltung
an Komplettsysteme ist hoch“,
unterstreicht Martin Pointner mit Blick
darauf, dass es bei der Entwicklung neuer
Antriebssysteme für Cobots auch um die
„User Experience“ geht.
Dieses Nutzererlebnis findet sich z. B.
wieder in einer reduzierten Komponentenzahl
als Ergebnis vollintegrierter Lösungen.
Bei der Elektromechanik kann z. B. auf die
bekannten Flansche zwischen Getriebe
und Motor verzichtet werden. Ähnliches
gilt für mechanische Schnittstellen und die
Anzahl an Lager. Auch einteilige Wellen
leisten ihren Beitrag, Roboterantriebe kompakter
und weniger komplex zu bauen. Die
Vorteile liegen auf der Hand: Die Antriebe
lassen sich mit einem integrierten Ansatz
kleiner konstruieren und sie arbeiten auch
noch mit höherer Verfügbarkeit, da die abnehmende
Komponentenanzahl positive
Auswirkung auf die MTBF-Kennzahlen hat.
Diese Aussage gewinnt weiter an Bedeutung,
weil die rein elektromechanische
Kombination aus Getriebe, Motor und
Encoder nicht mehr für kollaborierende
Roboter ausreicht. Die sensible Mensch-
Maschine-Interaktion erfordert bekanntermaßen
deutlich mehr Sensorik für Positio-
nen und Drehmomente. Dahinter steht das
Ziel, die auftretenden Kräfte an den Achsen
und Gelenken des Roboters verlässlich
messen zu können. Nur so können Menschen
mit dem Roboter komfortabel und
sicher interagieren – was einen entsprechenden
Verkabelungsaufwand zur Folge hat.
Da diese Kabel aus Gründen der Betriebssicherheit
und Ergonomie nicht an
der Außenseite des Roboters entlanggeführt
werden können, ist die Verlegung
im Inneren notwendig. Hohlwellen bilden
dafür eine wichtige Durchführungsmöglichkeit.
Beim neuen ECY Getriebe von
Sumitomo ist diese vergleichsweise groß, um
viel Raum für das Durchführen zu bieten. Die
großflächige Kraftübertragung bei dieser
vor allem für die Robotik entwickelten Getriebebaureihe
erfolgt über ein doppeltes
Wellgetriebe mit zykloider Zahnform. Dies
garantiert höhere Momente, höhere Steifigkeit
und maximale Lebensdauer.
Neue Werkstoffe am Start
„Wir haben verstanden, dass Gesamtlösungen
für den Antriebsstrang benötigt werden
und wir die einzelnen Elemente des Antriebsstranges
beherrschen müssen“, fasst
Akira Yamamoto, Leiter des globalen Entwicklungszentrums
von Sumitomo Drive
Technologies, zusammen. Dafür gelte es auf
Grundlage der Mechatronik, auch klassische
Werkstoffe wie Stahl auf den Prüfstand
zu stellen. Moderne Hochleistungskunststoffe
haben hingegen echtes Potenzial, die
Antriebstechnik weiter zu revolutionieren.
Fotos: Aufmacher: Fotolia; 01 + 02: Sumitomo
www.sumitomodrive.com
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