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antriebstechnik 11/2018

antriebstechnik 11/2018

Alles Neue bringt…

Alles Neue bringt… Untersetzungsgetriebe sorgen für hohe Dynamik in Robotern und Portalmaschinen „Never change a running system“ heißt es so schön, denn wenn sich erst einmal ein Produkt im Markt über viele Jahre erfolgreich etabliert hat, warum sollte man dieses Konzept verändern? Dass eine Neukonzeption manchmal doch sinnvoll ist, zeigt das Beispiel der TwinSpin G-Getriebe von Spinea. Erfahren Sie, wie diese die Anforderungen der Anwender erfüllen. Das patentierte Getriebekonzept Twin- Spin wurde bereits im Jahr 1995 zum ersten Mal dem Markt präsentiert und hat seitdem eine bedeutende Entwicklung genommen. Was brachte Bartolomej Janek, CTO und Mitbegründer der slowakischen Unternehmensgruppe Spinea s. r. o. aber nun dazu, das sehr erfolgreiche Konzept der abrollenden Bewegungsübertragung und der an An- und Abtrieb gelagerten Getriebeeinheit neu zu überdenken? „Unser Portfolio umfasst heute fünf Getriebebaureihen der Baureihe TwinSpin. Das aktuelle Produkt mit dem Kennbuchstaben G ist unsere neueste Entwicklung. Bei der Konzeption dieses Produkts haben wir die heutigen, veränderten Anforderungen an Stabilität und Dynamik der Industrie und der Robotertechnologie zu Grunde gelegt. Wir haben daher die komplette Projektierung ins Licht neuester Technologien und Konstruktionsprinzipien gestellt“, so Janek. Maßgebend für die Neuentwicklung waren zwei wesentliche Forderungen aus der Industrie: n robuste Präzisionsgetriebe mit kleinen Außenabmessungen und hoher Leistungsdichte n hochdynamische Anwendungen u. a. aus dem Bereich der Deltaroboter Die geforderte höhere Dynamik am Abtrieb bedeutet gleichzeitig höhere Eingangsdrehzahlen und niedrigere Untersetzungen. Im Fall von Zykloidgetrieben ist es daher unerlässlich, die innere Reibung zu reduzieren. „Die Anforderungen der Bestandskunden und Interessenten aus der Industrie, an die Leistungsfähigkeit und Dynamik der Getriebe, veranlassten uns, prinzipielle Überlegungen anzustellen. Durch die konstruktive Trennung der Hauptlagerung von der Übertragungsmechanik ist es uns gelungen, die Reibung signifikant zu verringern und damit technische Vorteile für den Anwender zu generieren“, berichtet Janek. Fünf entscheidende Vorteile n Lost Motion: Die neue TwinSpin-G-Baureihe erlaubt, gegenüber der Version aus der ersten Generation, eine Reduzierung des „lost motion“ vom bisherigen Standardwert auf 0,5 Winkelminuten und das bis in die kleinsten Getriebetypen. Unter Einhaltung der berechneten Lastzyklen, der Dichtheit des Antriebes und den geeigneten Schmierstoffen ist so die Präzision kleiner einer Bogenminute über die gesamte Lebensdauer gewährleistet. n Hysterese: Die weiterentwickelte Konzeption macht es möglich auch die Hysterese zu minimieren. Anwendungen, bei denen eine hohe Positioniergenauigkeit gefordert ist, können Dank minimierter Hysterese, mit Werten von kleiner 1 Bogenminute, realisiert werden. n Kippsteifigkeit: Mit der überarbeiteten Konstruktion des Hauptlagers und dessen Position am Getriebeabgang geht auch eine Erhöhung der Kippsteifigkeit der TwinSpin G-Baureihe um mehr als 50 %, gegenüber der Getriebebaureihe der ersten Generation, einher. Diese Eigenschaft wird besonders von Konstrukteuren geschätzt, die eine hohe Lagersteifigkeit am Abtrieb realisieren müssen. n Standfestigkeit: Eine robuste Auslegung bei gleichzeitig kleineren Beschleunigungsmomenten sind Prinzipien, die sich auch in einem leichten und geräuscharmen Lauf der Getriebe spiegeln. Zudem können TwinSpin-Getriebe mit dem Fünffachen des Nennmoments überlastet werden. n Verbesserte Leistungsdichte: Immer höhere Anforderungen an Kompaktheit und Dynamik führten zu einem technisch fortschrittlichen und effizienten Produkt, das für ein weites Spektrum von industriellen Applikationen geeignet ist. Durch diese Eigenschaften sowie erweiterte Übersetzungsverhältnisse eignen sich die Getriebe der G-Baureihe für Anwendungen, bei denen hohe Anforderungen an die Positioniergenauigkeit, lange Lebensdauer und kompakte Abmessungen gestellt werden. 01 Die wachsenden Anforderungen der Kunden an Leistungsdichte und vor allem an die Dynamik, veranlassten Spinea zu grundlegenden Änderungen der TwinSpin-Baureihe 56 antriebstechnik 11/2018

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN 02 Bei der Herstellung von Zahnersatz liefert das neue Getriebe höchste Präzision für die Dentalfräsmaschine In dentalen Fräsmaschinen ... Anwendungsbereiche, in denen sehr hohe Positioniergenauigkeiten gefordert werden, sind z. B. die Stomatologie bzw. die Kieferorthopädie. Für die Herstellung von Zahnersatz muss die Dentalfräsmaschine mit höchster Präzision im Bereich eines Mirkometers arbeiten. Weitere Anforderungen sind: lange Lebensdauer, hohe Produktivität und kompakte Abmessungen. „Wir haben die neuen Getriebe unter anderem mit Bezug auf dieses Segment entwickelt und sie werden bereits erfolgreich in verschiedenen Dentalfräsmaschinen eingesetzt. Die hohe Torsionsund Kippsteifigkeit des Untersetzungsgetriebes ermöglicht höhere Schnittgeschwindigkeiten, auch bei kleinsten Werkzeugdurchmessern. Die Qualität der bearbeiteten Oberfläche wird durch die erhöhte Schnittgeschwindigkeit bei geringeren Vibrationen erheblich gesteigert“, weiß Janek. Das hohe Drehmoment der Untersetzungsgetriebe ermöglicht ebenfalls den Einsatz kleinerer Bauformen, was sich positiv auf den Platzbedarf und in vielen Fällen auf die benötigten Verfahrwege der Fräszentren auswirkt. ... und Robotern Auch die Robotik stellt hohe Anforderungen an Positioniergenauigkeit und Dynamik, kompakte Bauformen und lange Lebensdauer. Für diese technologisch außergewöhnlichen Ansprüche wurde die Twin­ Spin G-Serie ebenfalls entwickelt. Die Getriebe werden in Robotergelenken eingesetzt, wobei sie hohe Motordrehzahlen auf die Verfahrgeschwindigkeiten reduzieren und die Kraftübertragung an den Manipolatoren realisieren. Die Baugrößen reichen von 75 bis 225 mm Durchmesser des Getriebegehäuses. Realisierte Untersetzungsverhältnisse sind i = 33 bis i = 139, weitere Reduzierungen der Untersetzungen auf < 30 sind in Vorbereitung. Das ermöglicht ein Einsatzgebiet der G-Serie in allen sechs Achsen von Industrieroboterarmen. „Das geringe Beschleunigungsmoment und die Reduzierung der inneren Reibung sorgen für einen leichten Lauf des Getriebes und minimierte Vibrationen des Roboters. Dadurch wurde gleichzeitig die Dynamik verbessert und die Lebensdauer verlängert. Diese Voraussetzungen machen unser neues Untersetzungsgetriebe zu einer geeigneten Komponente für 3- und 4-achsige Delta- Roboter“, erzählt Janek. Neben dem stationären Einsatz der Getriebe im Roboter sind auch Anwendungen im Bereich mobiler Roboter denkbar. Hier sind ein hohes Drehmoment, große Überlastbarkeit und die Robustheit der Getriebe gefordert. Hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit der Positionierung sowie eine hohe Kipp- und Torsionssteifigkeit machen die G-Serie ebenfalls für Manipulatoren interessant. Aber auch Scara-Roboter fordern geringe Massenbeschleunigung, kompakte Abmessungen und eine hohe Drehmomentdichte. „In Zukunft werden wir sicherlich noch weitere Anwendungen erschließen können, denn die TwinSpin-Getriebebaureihe bietet für zahlreiche Bereiche und Branchen die notwendige Flexibilität und die Eigenschaften, die die Industrie fordert“, freut sich Janek. Fotos: Spinea www.spinea.com