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antriebstechnik 11/2018

antriebstechnik 11/2018

GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN Die nächste Generation Antriebssystem mit Mecanum-Rad für die mobilen Roboter von morgen Die Smart Factory von morgen ist flexibel, modular und mobil. Produktionsprozesse werden sich grundlegend verändern. Ein omnidirektionales Antriebssystem für die nächste Robotergeneration macht sie fit für die Zukunft. Jennifer Heringhaus ist Expert Internal Sales & Marketing General Industries bei der Nabtesco Precision Europe GmbH in Düsseldorf Als Henry Ford Anfang des 20. Jahrhunderts im Automobilbau die Fließbandfertigung einführte, revolutionierte er mit seinem Konzept von Arbeitsteilung und Standardisierung nicht nur die Fahrzeugbranche, sondern die gesamte industrielle Produktion. Bald hielt das neue Fertigungsverfahren auch in andere Wirtschaftszweige Einzug und wurde schnell zum Erfolgsmodell. Auch heute – gut 100 Jahre später – gilt das Fließband noch immer als Inbegriff von industriellem Fortschritt, Automatisierung, Optimierung und Effizienz. Doch auch wenn standardisierte Massenfertigungsprozesse noch immer vielerorts die Fabrikhallen prägen – die Tage des Fließbands sind gezählt, denn in der flexiblen, intelligenten Produktion der Fabrik der Zukunft hat der einstige Erfolgsgarant keinen Platz mehr. Fertigungsstraßen wie wir sie heute kennen, also mit der immer gleichen Abfolge und Anordnung von hintereinander geschalteten Produktionsschritten, wird es in der Smart Factory nicht mehr geben. Von der Standardisierung zur Individualisierung An die Stelle starrer Fertigungslinien mit Montagebändern und Volumenproduktion treten Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Selbständigkeit. Die Vision: eine wandlungsfähige, modulare und sich selbst optimierende Fertigung. Die Smart Factory der Zukunft organisiert sich quasi selbst. Standardisierte, vorgefertigte Abläufe wird es nicht mehr geben, stattdessen bewegen sich Roboter, Fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) oder auch das Werkstück selbst frei in der Werkhalle und fahren je nach Bedarf und Verfügbarkeit eigenständig die benötigten Bearbeitungsstationen an. Dabei agiert zwar jeder autonom, aber nicht ohne System. Denn alle sind untereinander vernetzt und „wissen“ welches Werkstück welche Arbeitsschritte benötigt, wo gerade ein Platz frei ist oder wie die Arbeitsprozesse am besten zu regeln sind, damit die Produktion nicht ins Stocken gerät. Treiber dieser Entwicklung sind u. a. die Digitalisierung und der Trend hin zu mehr Individualisierung, Variantenvielfalt und schlussendlich Losgröße 1. Flexibilität durch Mobilität Die Smart Factory der Industrie 4.0 erfordert maximale Flexibilität. Das bedeutet aber auch maximale Mobilität von Roboter und Peripherie. Bereits jetzt sind geschätzt rd. 1,8 Mio. Industrieroboter weltweit im Einsatz. Laut dem Branchenverband International Federation of Robotics (IFR) wird diese Zahl bis 2020 voraussichtlich auf 3,05 Mio. wachsen. Zunehmend werden Roboter dabei auch in Gefahrenzonen eingesetzt und entlasten uns Menschen durch die Verrichtung gefährlicher, schmutziger oder körperlich anstrengender Arbeiten – etwa auf Bohrplattformen oder bei Schweißapplikationen. Die technische Entwicklung schreitet dabei mit großen Schritten voran. Noch sind Roboter meist statisch auf das Ausführen sich wiederholender Bewegungsabläufe programmiert. Doch die nächste 58 antriebstechnik 11/2018

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN Generation steht schon in den Startlöchern, betont Daniel Obladen, Head of Sales General Industries bei der Nabtesco Precision Europe GmbH: „Der Roboter von morgen ist mobil. Er navigiert autonom und bewegt sich frei im Raum – ohne Schienen oder vorgegebene Wege.“ Dabei sind die autonomen mobilen Roboter nicht nur in der Lage, sich in bekannter Umgebung zurechtzufinden, sondern können sich auch auf unbekanntem Terrain orientieren. Für Roboter optimiert In den vergangenen Jahren hat sich die europäische Tochterfirma Nabtesco Precision Europe des japanischen Mutterkonzerns Nabtesco Corporation vom einfachen Getriebelieferanten zum Systemanbieter kompletter Antriebslösungen entwickelt und seine elektrische- und steuerungstechnische Expertise des Teams am Firmensitz in Düsseldorf kontinuierlich ausgebaut. Im Bereich Robotergetriebe hat sich das Unternehmen auf dem Weltmarkt klar positioniert. Ob besonders klein und leicht, kraftvoll, schnell oder flexibel – viele Getriebetypen sind speziell für die Bedürfnisse der Robotik-Branche optimiert. Eine besondere Stärke liegt dabei im Customizing: Gemeinsam mit dem Kunden entwickelt Nabtesco individuelle Antriebslösungen, die ideal an die jeweiligen Anforderungen angepasst sind. Längst leisten die präzisen und zuverlässigen Exzentergetriebe nicht nur in den „Gelenken“ von Robotern ihre Arbeit, sondern auch in der Peripherie und weiteren Branchenlösungen. So entwickelt Nabtesco aktuell ein elektromechanisches Antriebskonzept, das der Produktion der Zukunft die benötigte Mobilität verschafft: eine Antriebseinheit mit Mecanum-Rad. Anders als bei herkömmlichen Rädern sind bei Mecanum-Rädern auf einer Felge mehrere drehbar gelagerte tonnenförmige Rollen angebracht, meist im Winkel von 45° zur Achse des gesamten Rades. Diese spezielle Konstruktionsweise ermöglicht eine omnidirektionale Mobilität. Ob Drehen auf der Stelle, Kurven in beliebigen Radien oder Manövrieren auf engstem Raum – Mecanum-Räder erlauben es Fahrerlosen Transportfahrzeugen, Flurförderzeugen oder mobilen Robotern, sich frei wie ein Luftkissenboot in alle Richtungen fortzubewegen und zu drehen. Ganz ohne Rangieren oder Wendekreis. Insbesondere bei beengten Platzverhältnissen bietet dies große Vorteile. High-Speed auf geringerem Bauraum Bei dem vollintegrierten und dezentralen Antriebskonzept, sind alle erforderlichen Komponenten in der Radeinheit untergebracht. Das bietet dem Anwender eine hohe Gestaltungsfreiheit bei der Konstruktion von FTS-Lösungen. Dank der verwendeten Zykloidgetriebe arbeitet das kompakte und robuste Antriebskonzept zudem wartungsfrei. „Unsere Getriebe besitzen neben der Präzision noch weitere Attribute, die für den Einsatz in FTS-Radantrieben entscheidend sind“, erläutert Obladen, „Sie sind robust, zuverlässig und bekannt für ihre Langlebigkeit. Durch ihre kompakte Bauweise sowie ihre integrierte Hauptlagerung, welche Radial- und Axialkräfte aufnehmen kann, eignen sich diese ideal für Mecanum-Räder.“ Für die neue Antriebseinheit verwendet Nabtesco ein Sondergetriebe, das auf dem RF-P-Vollwelleneinbausatz mit optimierter Lagerung basiert. Die RF-P-Serie wurde speziell für Anwendungen konzipiert, die schnelle Taktzeiten und hohe Abtriebsgeschwindigkeiten voraussetzen, bei denen jedoch das vorhandene Platzangebot begrenzt ist. Damit sind die kompakten 01 Die Zykloidgetriebe der RF-P-Serie wurden speziell für Anwendungen mit schnellen Taktzeiten und hohen Abtriebsgeschwindigkeiten bei begrenztem Platzangebot konzipiert 02 Gemeinsam mit dem Kunden entstehen individuelle Antriebslösungen, die ideal an die jeweiligen Anforderungen angepasst sind 02 RF-P-Einbausätze ideal für den Einsatz in FTS-Radantrieben geeignet. Zukunft der Produktion Auch wenn ein Großteil der Industrie noch nach den altbewährten Fertigungsmustern arbeitet – die Zukunft der Produktion hat längst begonnen. Mit dem omnidirektionalen Antriebssystem mit Mecanum-Rad Mecanum-Räder erlauben es Fahrerlosen Transportfahrzeugen, Flurförderzeugen oder mobilen Robotern, sich frei wie ein Luftkissenboot in alle Richtungen fortzubewegen und zu drehen. liefert Nabtesco die Technologie für die mobile Robotergeneration und die flexible, modulare Fertigung von morgen. Fotos: Nabtesco, John Smith, Fotolia www.nabtesco.de Daniel Obladen, Head of Sales General Industries, Nabtesco Precision Europe 01