Lineartechnik

Leichter Schleifen dank Cobot

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Hohe Verstellkraft bei minimaler Reibung

Wie Measson erläutert, liefern Kugelgewindetriebe eine hohe Verstellkraft bei minimaler Reibung. Seine Cobots wandeln 94 % des Motordrehmoments in Bewegung um. Lediglich mithilfe von elektrischem Strom können sie die Kraft für Schleifvorgänge steuern oder Lasten bewegen, für die sonst komplexe Getriebebaugruppen und Sensoren erforderlich wären. Kugelgewindetriebe sind aber nicht nur besonders platzsparend und energieeffizient, sondern dank ihrer geringen Reibung auch praktisch wartungsfrei und deutlich einfacher anzusteuern.

Measson führt weiter aus, dass Kugelgewindetriebe ein erheblich niedrigeres Trägheitsmoment aufweisen als Getriebe, was im Zusammenspiel mit der beschriebenen Steuerbarkeit deutliche Vorteile in Bezug auf die Sicherheit mit sich bringt. Anders als Roboter, die üblicherweise eingezäunt sind, arbeiten Cobots Hand in Hand mit Menschen. Daher müssen sie beispielsweise sofort anhalten können, wenn es zu einer versehentlichen Berührung mit einem Arbeiter kommt. Da sich in den komplexen Konstruktionen von Getrieben jedoch kinetische Energie anstaut, gestaltet sich ein abruptes Anhalten bei einfacher Berührung einigermaßen schwierig.

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Kugelgewindetrieb für hohe Lasten

Nachdem klar war, dass die Verwendung von Kugelgewindetrieben einen hochgradig effizienten und wettbewerbsfähigen Cobot ermöglichen würde, untersuchte Measson mit seinem Team die Produkte verschiedener Hersteller. Es stellte sich heraus, dass Thomson Industries die beste Lösung für seinen Anwendungszweck im Programm hatte.

„Die Tragzahl ist ein zentrales Alleinstellungsmerkmal für Cobots. Kugelgewindetriebe erlauben die Handhabung von höheren Lasten als Getriebe – die Kugelgewindetriebe von Thomson bieten die höchsten Tragzahlen der von uns analysierten Systeme. Außerdem gefiel uns die Tatsache, dass sie diese Werte mit einer versetzten Gewindesteigung erreichen“, so Measson weiter.

Thomson lieferte drei gerollte Kugelumlaufspindeln (12 mm × 10 mm) mit einer Standardmutter. Die höhere Tragzahl resultiert aus einem Mutterdesign, das auf einer versetzten Gewindesteigung und vier tragenden Umläufen basiert, wodurch ein hohes Lastverhältnis im kompakten Format möglich wird. Darüber hinaus war Thomson in der Lage, die Kugelgewindetriebe so zu konstruieren, dass sie den geringen Reibungswert dieser Technik auf mindestens zwei Arten realisieren.

Während Hersteller von Kugelgewindetrieben normalerweise die Mutter gegen die Spindel vorspannen, um das Axialspiel zu reduzieren, kamen die Thomson-Ingenieure ohne diese Vorspannung aus. Damit reduzierte sich die ansonsten durch Vorspannung bewirkte Reibung. Um die Reibung noch weiter zu reduzieren, verzichtete man zudem auf Abstreifer, die andere Hersteller einsetzen, um eine Verschmutzung des Gewindetriebs zu verhindern. Das Thomson-Design widersteht einer Verschmutzung ohne Abstreifer. Ohne Vorspannung und Abstreifer boten die Thomson-Kugelgewindetriebe somit die für die Cobot-Arme unverzichtbare sanfte Bewegung.

Mit einem Trägheitsverhältnis von 7,595 kg · mm², 7,353 kg · mm² beziehungsweise 4,728 kg · mm² für die spezifizierten Kugelgewindetriebe zählen die Thomson-Lösungen außerdem zu den Kugelgewindetrieben mit den niedrigsten Trägheitsmomenten der gesamten Branche. Folgerichtig weisen sie nur einen Bruchteil des Trägheitsmoments auf, das bei einem Getriebesystem für eine vergleichbare Last auftreten würde.

Der Mensch bleibt Teil seines Arbeitsprozesses

Yvan Measson hat eine ganze Reihe von Cobots in der Fertigung, die auf der Thomson-Technologie basieren, um sich dank geringer Trägheitsmomente, geringer Reibung und hoher Tragzahlen von den auf dem Markt verfügbaren getriebegestützten Cobots abzuheben. Ganz entscheidend für ihn ist der Umstand, dass die Arbeiter mit seinen Produkten Teil des Verfahrens bleiben, ihre Arbeit aber leichter wird.

„Als die Arbeiter zum ersten Mal vor den Cobots standen, waren sie besorgt, wie sich ihre Arbeit verändern würde. Aber schon nach kurzer Einarbeitungszeit wurden sie zu echten Fans. Das ist ein schöner Lohn für unsere Arbeit“, zeigt sich Yvan Measson zufrieden.

* Markus Brändle ist Produktspezialist EMEA & Asien für Gewindetriebe bei Thomson Neff Industries, in 72649 Wolfschlugen

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