Mehr Präzision bei Schweißanwendungen

Auf Basis der RV-E-Baureihe entwickelte Nabtesco mit der neuen RV-N-Serie kompakte, leichte und leistungsstarke Getriebe für die Robotik-Industrie, die prädestiniert sind für den Einsatz in Schweißanwendungen. „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 40 Prozent reduziert“, berichtet Marcus Löw, Vertriebsleiter bei Nabtesco. Das wirkt sich positiv auf die Baugröße, das Gewicht und die Massenträgheit der Roboter aus, ohne dass die Performance verloren geht.
Legt der Kunde bei seinen Schweißsystemen Wert auf eine integrierte Hohlwelle, bietet der Hersteller hierfür die RV-C-Serie. Die Hohlwelle ist für Roboterhersteller sehr wichtig, um Kabel und Zuleitungen zu schützen, die man für die Steuerung und Versorgung des Automaten benötigt.
„Für Systemintegratoren, die kleinere Stückzahlen brauchen, 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.

Schweißen ohne Umspannen

Moderne Roboter-Schweißanlagen arbeiten schnell und mit höchster Präzision. Um alle zu schweißenden Punkte erreichen zu können, musste man das Werkstück in der Vergangenheit häufig umspannen. Dabei entstanden zwangsläufig Ungenauigkeiten und Fehler. Werden jedoch Bauteilpositionierer eingesetzt, lässt sich das Werkstück ohne Umspannen schweißen. Das Ergebnis sind präzise Schweißnähte von hoher Güte mit niedrigen Produktionszeiten und -kosten.
Viele Hersteller von Roboter-Schweißanlagen verwenden für kundenspezifische Positionierer und Drehtische Zykloidgetriebe der Serien RV-N und RV-C. Die Getriebe nehmen hohe Stützmomente auf und erreichen alle Schweißpunkte im Zehntel-Millimeter-Bereich. Dabei ist es wichtig, dass das Schweißbad immer exakt in der Wanne gehalten wird.
Für kundenspezifische Lösungen bietet Nabtesco ein fein abgestuftes Produktprogramm an. In der Regel ist für jede Konstruktion das passende Getriebe ab Lager lieferbar. Falls nicht, stehen die Ingenieure des Getriebespezialisten den Unternehmen mit Rat und Tat zur Seite.
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 RV-N-Serie stellt eine Weiterentwicklung der RV-E-Getriebe dar. Die Abmessungen der neuen Getriebe sind im Vergleich zur Vorgängerserie deutlich kompakter – bei vergleichbaren Leistungsdaten konnte man sie um durchschnittlich eine Baugröße verringern. 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 7.000 Nm erhältlich. Der Aufbau der RV-C-Getriebe entspricht dem der RV-N-Serie, nur dass zusätzlich eine großzügig bemessene Hohlwelle vorhanden ist.

Vorteile von Zykloidgetriebe

Die für Zykloidgetriebe typische Kraftübertragung über Rollen ohne Zahnräder ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad, eine lange Lebensdauer und ein extrem geringes Spiel des Getriebes. Die rollende Reibung aller an der Kraftübertragung beteiligten Elemente gewährleistet außerdem ein sehr 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 hundertprozentige Kontakt innerhalb der Zykloid-Bolzen-Konstruktion 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 zum Beispiel in „Not-Aus“-Situationen auftreten können.

Hohlwelle als entscheidendes Kriterium

Ein Komplettanbieter für MIG/MAG- und WIG-Geräte sowie für einsatzfertige Robotersysteme entwickelte und produzierte in den 1980er-Jahren noch selbst Getriebe für Roboterschweißzellen und Fertigungslinien. Als nach etwa zwanzig 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 sich bis zu einem Drehmoment von 11.760 Nm einsetzen lassen.
Die Getriebe weisen auch unter höchster 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 kann man eine Vielzahl von Untersetzungen realisieren. „Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal unserer Getriebe ist die lange Lebensdauer. Wir sprechen hier von 6.000 Stunden“, erklärt Löw.
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 Millimeter führte zu noch genaueren Schweißergebnissen.

Ideal für schwere Lasten

Während Standardpositionierer für Schweißanlagen bis zu eine Tonne tragen können, benötigen Schwerlast-Ausführungen deutlich höhere Tragkräfte für bis zu fünf Tonnen. Für die Neuentwicklung der Maschinen eines international führenden Herstellers war neben der Traglastvorgabe der Einsatz der herstellereigenen Servomotoren wichtig. Bei der Suche nach einem passenden Getriebekopf fiel die Wahl auf die RD2-C-Serie von Nabtesco. Zum einen treiben die Getriebeköpfe die horizontalen Drehachsen der Schweißtische an, um alle auf dieser Achse liegenden Schweißpunkte millimetergenau zu erreichen, zum anderen erfolgt auch die horizontale Drehung/Kippneigung über die Komponenten.
Die RD2-Baureihe basiert auf der erfolgreichen RD-Serie, bietet aber eine nochmals gesteigerte Flexibilität. Die Reduziergetriebeköpfe vereinen die Vorteile der RV-Getriebe mit einer einfacheren Montage. Der vollständige, einbaufertige Getriebekopf ist geschlossen und bereits mit Schmiermittel befüllt. Die RD2-C-Getriebeköpfe verfügen über eine Hohlwelle zum Durchführen von Kabeln. Anders als bei der Vorgänger-Baureihe bleibt die Hohlwelle allerdings nicht starr, sondern dreht konstruktionsbedingt mit der Abtriebsdrehzahl mit. Dies hat den Vorteil, dass sich die Abtriebsdrehzahl über einen Geber an der Hohlwelle direkt ermitteln lässt. Die Lager halten hohen Stoßbelastungen beim Be- und Entladen von Bauteilen stand und der modulare Aufbau der Präzisionsgetriebe erlaubt vielseitige Einsatzmöglichkeiten. An den motorseitigen Flansch ist ein Adapter für die gängigsten Servomotoren anmontiert. Dank ihrer steifen Konstruktion und hohen Präzision ist die Serie besonders für schnelle Positionierbewegungen mit hohen Traglasten geeignet. Die Getriebe können nicht nur, wie bei der Vorgängerserie, gerade mit der Motorwelle verbunden werden, sondern auch rechtwinklig oder über Riemenantrieb. Alle Anbauformen sind wahlweise mit Voll- oder Hohlwelle erhältlich.rt |

Daniel Obladen ist Sales General Industries bei Nabtesco.