Scout för logoutveckling
GETRIEBE

Planetväxel + töjningsvågsprecision från Schaeffler

Detaljer
Träffar: 3166

Precisionsväxlar har ett betydande inflytande på dynamiken, positioneringen och repeteringsnoggrannheten eller livslängden för en konstruktion. Schaeffler har i det unga sällskapet Ultra Precision Drives Två typer av transmission har utvecklats som överträffar den nuvarande teknikens ståndpunkt: den Sila vågutrustning Serie RT och planetväxel PSC-serien. Lär dig hur du använder din robotik-Ta applikationen till en ny nivå.

Schaeffler roterande bordsdrift

 

innehåll

Växellådor för metallbearbetningsindustrin

11.09.2023 september XNUMX | Schaeffler vill möta utmaningarna inom verktygsmaskinsektorn med mer dynamik, precision, energieffektivitet och längre maskindriftstider. Företaget presenterar detta på EMO 2023 nya drivlösningar.

Helt nytt drivkoncept för roterande bord

Schaeffler roterande bordlager"Inom verktygsmaskinsindustrin förstod människor inom verktygsmaskiner de aktuella faktorerna som en möjlighet anmärkningsvärt snabbt och reagerade på dem. I detta sammanhang nämner kunderna särskilt ofta minskningen av förbrukningen av el, luft och kylsmörjmedel och "inhemsk inköp", kommenterade Ralf Moseberg, chef för divisionen Industrial Automation på Schaeffler.

"Syftet med investeringar är att optimera gångtider och utnyttjande samt att kunna använda produktionssystem mer flexibelt med hjälp av nya automationslösningar. Det är här som huvudfokus ligger robot och cobots med särskild hänsyn till ROI samt utveckling och tillämpning av ny teknik som t.ex Direct drive-teknik en central roll.”

En höjdpunkt på mässan blir en Vridbart roterande bord med en direktdriven skivspelare via SRV- och RKIB-motorerna. Utställningen presenterar två lösningar som tydligt kan jämföras och diskuteras.

En direktdrift används för att driva det roterande bordet Axiella-radiala lager YRTCMA-serien med ett integrerat, induktivt absolut vinkelmätsystem används. Å andra sidan är den helt nydesignade drivningen för svängaxlar utrustad med en precisionsplanetväxel PSC implementerad med servomotor. Det konstanta torsionsspelet på bara 0,1 bågmin under livslängden gör det möjligt för första gången att avstå från en andra drivning för att spänna och eliminera torsionsspel.

Växellådor för lätta bearbetningsuppgifter

31.08.2023 augusti 2023 | På EMO 1 presenterar Schaeffler sina RTXNUMX precisionsvågväxellådor, som även kan vara integrerade och rymdneutrala. vridmomentsensorer finns som RT1-T. PSC precision planetväxellådor med automatisk vridspelskompensation visas också.

Med dessa precisionsväxlar kan många automationslösningar implementeras i ett mycket brett spektrum av applikationer, såsom: verktygsmaskiner, svetspositionerare, roterande bord, rörbockningsmaskiner, cobots och många andra applikationer. Båda typerna av växellådor kommer att presenteras på mässan i fräshuvuden för lätta bearbetningsuppgifter.

den Precisionsaxelväxel RT erbjuds nu även som individuellt konfigurerbara precisionsomriktare med motor, återkopplingssystem och valfritt integrerad styrenhet. Detta innebär att användare kan koncentrera sig på sina kärnkompetenser när de utvecklar maskiner utan att behöva avstå från skräddarsydda precisionsdrifter.

Ultra Precision Drives tar fart

21.03.2023 mars XNUMX | Eftersom växlar används i de flesta precisionsdrifter för industrier som: B. Robotar, verktygsmaskiner, industriell automation eller medicinsk representerar en nyckelkomponent, Schaeffler har sin utvecklingskompetens, produktionsteknik, produkter och tjänster inom området precisionsväxlar under ett tak Ultra Precision Drives sammanfattas.

Produkter med denna märkning överstiger inte bara den aktuella tekniken, utan sätter ibland även riktmärket på marknaden - och det efter en relativt kort tid sedan Schaeffler öppnade detta område inom företaget. Två växeltyper och tre serier täcker nominella vridmoment på 10 till över 5 000 Nm från.

Detta innebär att industrin har tillgång till exakta epicykliska växellådor för sekundär- och huvudaxlar i verktygsmaskiner, för positionering av drivningar i automation eller som robotväxellådor för små till stora cobots industrirobotar att välja mellan.

Dynamisk marknadsutveckling - få tillverkare

Ralf Moseberg, Senior Vice President Industrial Automation på Schaeffler, kommenterade trenderna på robotmarknaden vid en presskonferens inför Automatica: Han ser en hög grad av flexibilitet och dynamik, som åtföljs av en smidig övergång mellan kollaborativa robotar eller cobots och industrirobotarn. Tillverkarna förlitar sig på enkla sådana här Programmering och Maskininlärning.

Nicolai Hammerle, Vice President Business Field Robotics på Schaeffler, ser en stor rörelse inom logistik. Och mobil automatiserad robotik är också på frammarsch. Inom medicintekniken öppnar sig möjligheter att separera den opererande läkaren från patienten. Frågan är om du själv skulle vilja ha det så, men denna trend går inte längre att stoppa. Hos Kia Hyundai finns redan ett slutgiltigt antagande av en sådan bilar, som bara robotar utför utan mänsklig inblandning, som den här filmen visar:

 

Potentialen är mycket större än nuvarande försäljningssiffror

Det finns en bred enighet i branschen om att försäljningssiffror för kollaborativa robotar många gånger högre skulle kunna vara om några tekniska utmaningar löstes. Tillverkningsföretag som medelstora företag vill ha högre hastigheter och accelerationer för högre produktivitet vid självförsörjande användning av cobots. Den nödvändiga känsligheten i samarbetsläget med attraktiva kostnader saknas också.

Planetväxellådor för många applikationer

Cobots kan användas mycket flexibelt om de kombinerar båda egenskaperna. De arbetar tillsammans på dagen och autonomt på natten som den klassiska industriroboten. På så sätt uppnår företag ROI mycket snabbare med avsevärt ökad produktivitet. I detta scenario skulle efterfrågan snabbt öka kraftigt. Och därför undrar den internationella pressen redan om de få medelstora leverantörerna av cobotkomponenter ens skulle kunna möta den växande efterfrågan.*1 

Vågväxlar för robotar

20.04.2023-XNUMX-XNUMX | Mot denna bakgrund har fordons- och industrileverantören avsevärt utökat sin växelportfölj och produktionskapacitet för robotaxlar inom lättviktsrobotik och utvecklat två kugghjulsserier med hög precision: de glappfria precisionstöjningsvågsväxlarna RT1 och RT2 samt precisionsplanetväxlarna i serien PSC.

RT-töjningsvågväxlarna täcker ett vridmomentområde från 10 till max 484 Nm, PSC-växlarna i den minsta storleken 030 börjar på 327 Nm. Robottillverkare har alltså möjlighet att kunna välja den lämpligaste växellådans design och storlek för sina robotaxlar. Men vad är egentligen en harmonisk drivkraft och var kommer den ifrån?

Vem uppfann spänningsvågväxlar?

I gruppen av VäxellådaVågväxlarna utmärker sig särskilt på grund av deras elastiska element, den så kallade flexspline. Detta säkerställdes genom installationen i hjuldreven i början av 1970-talet Lunar Roving Vehicles, som användes under Apollo-uppdragen. Efter den framgångsrika användningen av robotredskap hittade de vägen till andra användningsområden som inom flyg och medicinteknik eller för att spåra parabolantenner och solpaneler.

De tre exemplen på Lunar Roving Vehicles lämnades på månen. Töjningsvågsväxlarna som uppfanns av Walton Musser på 1950-talet installerades i de fyra elektriska hjuldreven*2. 

Inom industriell automation har spänningsvågväxlar använts som precisionsservoväxlar i årtionden. Som de första töjningsvågsväxlarna i serieproduktion kom spänningsvågsväxlarna ut på marknaden som Harmonic Drive-växlar under varumärket Harmonic Drive. Idag är töjningsvågsväxlar den föredragna typen av redskap för små ledade armrobotar med nyttolaster på upp till 20 kg.

Vilka är fördelarna med töjningsvågväxlar?

  • Mycket hög utväxling i ett steg
  • Spelfrihet genererad av förspänningen av kuggarna på Flexspline och Circular-Spline
  • Hög positionering och upprepningsnoggrannhet
  • Möjlighet till ihålig axel för Kabelavrättning
  • Mycket kompakt design och låg massa

Uppfinnarens patent för expansionsvåg Walton Musser från 1955 har länge gått ut. Därför är det hanterbara antalet tillverkare i nutid desto mer överraskande. Men det beror förmodligen också på de många nischapplikationerna och den sofistikerade växlingstekniken.

Precision harmonisk frekvensomriktare serie RT1 och RT2


Både serierna RT1 och RT2 har jämförbara storlekar. Precisionsharmoniska drivenheter i High Torque RT1-serien överstiger Standard Torque RT2-serien med i genomsnitt 30 % vad gäller vridmoment och 40 % vad gäller livslängd. Precisionsharmoniska drivenheter i Standard Torque RT2-serien kännetecknas av en omfattande portfölj av storlekar, varianter och utväxlingsförhållanden. Precision harmoniska drivenheter i High Torque RT1-serien är utrustade med en integrerad vridmomentsensorer finns som RT1-T, som som en speciell egenskap inte introducerar någon extra elasticitet i robotens drivlina.

RT precisionsaxeldrivningar för robotar kan valfritt kombineras med lämpligt anpassade motorer och en valfritt integrerad vridmomentsensor (RT1-T) för att bilda kompakta drivenheter kodare och Bromsar bli komplett. Ett särskilt styvt lager på utgången uppnås genom att använda vinkelnålslager från XZU-serien.

Träffar gränser med en ny lagerdesign

14.04.2023/XNUMX/XNUMX | Lagertekniken i ledade armar från lättviktbutanför använder vanligtvis korsade rullager. Men utformningen av sådana lager har redan nått sina gränser när det gäller deras tippstyvhet. Schaeffler har betraktat nålvalsen som ett lovande alternativ och den dubbelradiga Vinkelnållager XZU utvecklats.

Till inlägget

Vinkelnållager och precisionsväxel för cobot-leder

14.04.2023/2020/XNUMX | Lättviktsrobotar (LBR) och kollaborativa robotar (cobots) måste arbeta mycket dynamiskt och exakt i modern produktion. Med utvecklingen av vinkelnålslagret blev XNUMX också det nya Precisionsväxel RTWH tagit fram. Detta har öppnat nya möjligheter i det snabbt växande marknadssegmentet. Det nya rullagret XZU används som huvudlager för precisionsväxeln. Kombinationen av växel och XZU erbjuder maximal kompakthet och styvhet i applikationen.

På grund av den bättre prestandan kan användaren välja en mindre rullagerstorlek, vilket sparar installationsutrymme och vikt. Detta är en väsentlig aspekt när det gäller ämnet nedskärningar. Sammantaget finns det nya möjligheter i utvecklingen av dessa robotar. 

För Cobot leder designade, beskriver Schaeffler RT1- och RT2-serierna som färdiga att installera reduktionsväxlar i Silk Hat-designen som "hastighetsreducerare". Funktionsprincipen för harmonisk drivning möjliggör hög vridmomentkapacitet, höga reduktionsförhållanden med en relativt lätt design. Precisionsväxeln är glappfri, positionerande exakt, kompakt och har lång livslängd.

Särskilt den höga livstid Transmissionen är av stor betydelse för robotar eftersom de måste arbeta pålitligt och med så lite stillestånd som möjligt. Beroende på storlek erbjuder tillverkaren sänkningar från 50 till 150. De resulterande vridmomenten överförs exakt och säkert genom kombinationen av växellådan med det styva vinkellagret och den robusta designen. På så sätt kan roboten flyttas dynamiskt, exakt och utan höga eftersvingningseffekter till ändläget där den kan arbeta mycket effektivt. Sortering, montering och hantering av roboten kan utföras exakt på kort tid. Precisionsväxeln har en underhållsfri Designa och finns i standardstorlekar. Drivflänsen är utformad som en ihålig axel och kan utformas individuellt.

Sensoriserade spänningsvågväxlar med hög precision

11.05.2022/XNUMX/XNUMX | Tillverkningsindustrin behöver Lättviktsrobotiksom agerar med hög dynamik och precision. Samtidigt kan ansökningar i livsmedelsindustrin och medicinteknik har hög känslighet samtidigt som flexibilitet och användarvänlighet är av största vikt i medelstora företag.

”Dessa krävande mål kan inte uppnås med bara en komponent. Vi har i grunden tagit oss an denna utmaning och har nya för lätta robotar och cobots huvudlägret, motorer, transmission och en helt integrerad sensorer utvecklats", säger Ralf Moseberg, chef för affärsenheten Industrial Automation på Schaeffler.

"Med vårt lösningspaket kan till exempel cobots flytta runt samtidigt 50 procent snabbare kunna transportera 30 procent tyngre laster och för känslighet erbjuder vi ett innovativt koncept med våra sensoriserade vågväxlar. Detta kommer att öppna upp ytterligare användningsområden."

den RT precision harmonisk drivning designades för särskilt dynamiska och krävande applikationer med högt vridmoment. Vågväxlar med fullt integrerade momentsensorer finns som tillval. Utan ytterligare installationsutrymme och förlust av styvhet för hela mekaniken har den till uppgift att leverera mycket exakta vridmomentsignaler. Hittills har marknaden saknat en långvarig sensorlösning som lämpar sig för serieproduktion. Detta mellanrum stängs med den sensoriserade vågväxeln RT.

Robot driver för den snabbt växande marknaden

Till skillnad från andra korrugerade växlar på marknaden, var töjningsgivarstrukturen på Flexspline i de sensoriserade precisionskorrugerade växlarna i tunnfilmsteknik permanent tillämpas. Momentsensorn stöder säkerhetsfunktioner och känslig, exakt positions- och processkontroll. Vridmomentsignalerna kan också användas för att utveckla aktiv vibrationskompensation. Detta innebär att kortare sättnings- och positioneringstider kan uppnås med mycket dynamiska rörelser.

Vågväxlar för hög- och standardvridmomentapplikationer

De två precisions harmoniska drivserierna för lätta robotar och cobots inkluderar RT1 för området med högt vridmoment och det RT2 för standardmomentapplikationen. RT2-växlar täcker cirka 80 % av de vanliga cobot-applikationerna. Serien innehåller fem storlekar från 14 till 32 och fem utväxlingar från 50 till 160. Det finns varianter med Hålaxel och för direkt infästning på robotens motoraxel, som en sluten enhet med tätningar och som en komponentsats. RT1-växellådorna finns i fyra storlekar från 14 till 32 med utväxlingar på 100 och 160 för vridmoment från 25 till nästan 900 Nm. Tack vare den höga vridmomentdensiteten kan RT1-vågväxlarna användas för att skapa särskilt kompakta ledade armar för belastningar över genomsnittet.

Momentsensorer extern kontra intern

02.06.2023-XNUMX-XNUMX | Skall cobots för att arbeta lyhört och tvångskontrollerat och för att undervisa smidigt behöver du en sensorerför att få mätdata från de yttre krafterna. Schaeffler har för detta Momentgivare utvecklad för cobots som är integrerade i precisionsvågväxlar. 

Till inlägget

Precisionsplanetväxlar från PSC-serien

29.04.2023 | PSC är namnet på trestegsplanetväxeln med spiralformad drivsteg och integrerat huvudlager. Jämfört med andra tekniker är växlarna

  • P = mest exakt
  • S = tystast och hela kl
  • C = konstant livslängd

Med precisionsplanetväxlarna i PSC-serien för industrirobotar har designers ett måste Faktor tio mindre vridningsbacklash och en livslängd förlängd med en faktor tre.

Slitagekompensation håller växelns extremt lilla vridspel konstant. Så stora steg i utvecklingen är mycket sällsynta och en möjlighet för industriell robotik att övervinna tidigare gränser.

PSC-precisionsväxellådorna är lämpliga för ett särskilt brett spektrum av industriella applikationer. Detta säkerställs bland annat av en stor variation av varianter. Detta är resultatet av åtta storlekar med solid axel och ihålig axel, installationssatser och kompletta växelblock samt olika motormonteringsvarianter. Kopplingen mellan det cylindriska växelsteget och planetsteget har funktionen att möjliggöra bred justering till önskat varvtal och vridmomentområde.

Vilka fördelar erbjuder planetväxlar?

  • minsta vridningsspel (0,1 bågmin)
  • maximal vrid- och lutningsstyvhet
  • särskilt lång livslängd på 20.000 XNUMX drifttimmar

Dessa egenskaper gör de exakta planetväxellådorna idealiska för alla industriella precisionsdrivningar. Tack vare den patenterade växlingstekniken hos planetväxlarna och spiralformade kugghjulssteg vid entrén är det en låg ljudnivå på endast 65 dB(A). Robotväxellådan erbjuder hög verkningsgrad på över 90 % vid full belastning. Detta resulterar i stabilt temperaturbeteende och låg energiförbrukning.

Patenterad växelteknik

Den enastående egenskapen hos PSC planetväxellådan är den patenterade växlingstekniken. Det minskar vridspelet i den epicykliska växeln 0,1 bågmin och håller livslängden konstant på 20.000 XNUMX drifttimmar tack vare en justeringsmekanism.

PSC-serien innehåller nio storlekar av planetväxellådor från 030 till 500 med planetstegsutväxlingar mellan 9 och 20, ingångsstegsutväxlingar från 3,4 till 15,7 och ytterdiametrar från 155 till 405 mm. Vridstyvheten är särskilt hög och uppnås bland annat med de fyra eller fem planetväxlarna monterade på båda sidor.

PSC planetväxellådor finns som installationssatser och som slutna enheter med och utan vinkelförförstärkare. Dessa varierande roterande växellådor kan enkelt integreras i kundens design. De används redan mycket framgångsrikt i industrirobotar med lastkapacitet på upp till cirka 100 kg.

Schaeffler ställer ut på Automatica 2023.

Källor:

1. https://asianroboticsreview.com/home214-html
2. National Aeronautics and Space Administration

FÖRFATTARINFORMATION
Angela Struck

Angela Struck är chefredaktör för utvecklingsscout och frilansjournalist samt vd för Presse Service Büro GbR i Ried.