Wir kennen die Einsatzbedingungen für kollaborierende Roboter in der produzierenden Industrie sehr gut.

Ralf Moseberg

Das Portfolio für Leichtbaurobotik im Überblick

Das Portfolio des Industriekonzerns enthält für Leichtbauroboter Motoren, Präzisionswellgetriebe, Gelenk- bzw. Getriebehauptlager und eine innovative Sensorlösung. Schon das Schnittbild der Antriebseinheit lässt erkennen, dass die Schaeffler-Entwickler beim Antrieb ganz neue Wege gegangen sind: eine Axialfluss-Maschine für die Robotik! Der Hersteller verspricht Drehzahlen, die um 80 Prozent höher als der Marktstandard liegen, außerdem eine bis zu 60 Prozent höhere Drehmomentdicht

Ralf Moseberg erklärt die Vorteile: „Konzeptionell lässt sich das deutlich höhere Drehzahlband der UPRS-Motorenbaureihe zweifach nutzen: zu einem Anteil für größere Geschwindigkeiten und der verbleibende Anteil für eine höhere Traglast – indem man eine größere Getriebeübersetzung wählt. Das Entwicklungsziel vieler Cobot-Hersteller, Dynamik und Traglast gleichzeitig zu erhöhen, wird sich so endlich realisieren lassen.“

Damit unter solchen Betriebsbedingungen Cobots weiterhin präzise ihre Tätigkeiten ausführen können, sind entsprechend kippsteife Lagerungen und torsionssteife Getriebe notwendig. Für die Drehgelenk- bzw. Getriebehauptlagerung hat Schaeffler eine neue Lagergattung für die Leichtbaurobotik entwickelt: das zweireihige Schrägnadellager XZU. Es ersetzt 1:1 die Kreuzrollenlager und übertrifft diese bezüglich Kippsteifigkeit um rund 30 Prozent bei einer gleichzeitig um 20 Prozent reduzierten Reibung.

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Neu: Zwei Wellgetriebe-Baureihen

Zur Hannover Messe präsentiert das Unternehmen nun auch zwei neue Präzisionswellgetriebe-Baureihen, nämlich Standard Torque RT2 und High Torque RT1, womit sich auch der bevorzugte Anwendungsbereich erklärt. RT2-Wellgetriebe decken mit einer sehr hohen Variantenvielfalt praktisch alle Standardanwendungen im Bereich der Leichtbaurobotik ab. RT1-Wellgetriebe werden – nach Angaben der Entwickler – einen neuen Benchmark hinsichtlich Kompaktheit am Markt setzen. Hinsichtlich der Drehmomentdichte übertreffen die RT1-Getriebe die RT2-Getriebe um cirka
30 Prozent.

Als Abtriebslager dient in beiden Getriebebaureihen das zweireihige Schrägnadellager XZU. Mit diesen Komponenten wird die Cobot-Struktur signifikant steifer, was sich positiv auf deren Eigenfrequenz und Einschwingzeit auswirkt. Besonders in der Montageautomation werden so Positionierzeiten und Taktzeiten reduzierbar.

Beim Einsatz innerhalb sensitiver Arbeitsaufgaben sind entweder 6-Achs-Force-Torque-Sensoren weit verbreitet, die am Endeffektor befestigt werden, oder jeweils ein zusätzliches Sensorelement in den Gelenken. Beide Lösungen benötigen zusätzlichen Bauraum, zusätzliches Gewicht und sind heute noch teuer in der Anschaffung. Des Weiteren reduzieren sie die Steifigkeit und Dynamik.

Optional: Drehmomentsensor in jedem Gelenk

Eine innovative Alternative bietet Schaeffler mit einer optional vollständig in die Wellgetriebe integrierten Drehmomentsensorik. Weder der Bauraum der Getriebe noch das Layout des Roboters verändern sich mit der Sensorik. Ebenso positiv ist nach Angaben der Schaeffler-Entwickler, dass die Sensorik die Torsionssteifigkeit der Getriebe nicht beeinflusst.

In jedem Gelenk ein Sensor vorausgesetzt, sind auf Basis dieser Sensoren Sicherheitsfunktionen, die Positions- und Prozessregelung und sogar eine Schwingungskompensation realisierbar. „Dem Markt fehlte bislang eine serientaugliche, langlebige Sensorlösung. Bis jetzt. Denn die DMS-Strukturen in unseren Wellgetrieben sind in Dünnschichttechnologie auf der Flex- spline des Getriebes dauerhaft aufgebracht. Ein völlig anderes Konzept, das bei unseren Pilotkunden viel Interesse weckte und ebenso viel Aufmerksamkeit auf den Fachmessen erfahren wird“, ist sich Ralf Moseberg sicher.

Die Robotikkomponenten von Schaeffler fokussieren die aktuellen Entwicklungsthemen der Branche. Sicher ist: Die Robotikbranche ist um einen innovativen Marktteilnehmer reicher – mit dem Know-how und den Möglichkeiten eines großen Automobil- und Industriezulieferers.

* Autor: Jochen Krismeyer ist freier Fachjournalist in Nürnberg.

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