antriebstechnik 4/2025

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK IN DER ROBOTIKHUMANOIDE ROBOTERFRAMELESS-SERVOMOTORENFÜR FLIESSENDEBEWEGUNGENRoboter sind schon lange Teil derindustriellen Produktion, humanoideRoboter werden in absehbarer Zukunft Teildes menschlichen Alltags sein. Um nebender Form eines menschlichen Körpers auchdessen fließende Bewegungen imitieren zukönnen, setzt die spanische FirmaPAL Robotics auf Frameless-Motoren.Die Roboter von PAL Robotics, einem 2004 gegründeten, internationaltätigen Roboterhersteller mit Hauptsitz in Barcelona, unterstützenweltweit in über 30 Ländern Unternehmen und Menschen sowohlbei Aufgaben im häuslichen Umfeld als auch in industriellenUmgebungen, im Gesundheitswesen, in der Forschung und Entwicklungoder im Service-Bereich. Das Besondere an den sofort einsatzbereiten, mobilenRoboterlösungen von PAL Robotics: Aufgrund ihrer flexiblen Architektursind diese Robotik-Plattformen in der Lage, zahlreiche, unterschiedlicheAufgaben zu bewältigen. Dank einfach zu programmierender Konfigurationensind sie vielseitig einsetzbar, ohne dass für jeden Anwendungsfall eineandere Lösung erforderlich ist. Module wie Greifer und Sensoren lassen sichaustauschen oder hinzufügen, und sowohl die Software als auch dieBenutzer oberfläche sind auf eine nahtlose Integration in verschiedeneArbeitsabläufe ausgelegt. Das sorgt für höchste Effizienz bei gleichzeitig maximalerAnpassungs fähigkeit.Als PAL Robotics vor über 20 Jahren seinen ersten Prototypen entwarf, wardies auch die Geburtsstunde ihrer Kooperation mit dem Motoren-Herstellerund Elektronikspezialisten TQ. Das Entwicklerteam war auf der Suche nacheinem geeigneten, bürstenlosen Motor für die Prototypen und wurde beimInnenläufermotor ILM von TQ fündig. Diese so genannten Frameless-Motorenermöglichen eine sehr präzise Positions- und Drehmomentsteuerungsowohl bei niedrigen Drehzahlen und hohem Drehmoment als auch beihohen Drehzahlen und niedrigem Drehmoment – eine Eigenschaft, die fürdie natürlichen, fließenden Bewegungen, die User von humanoiden Roboternerwarten, unerlässlich ist und stark zur Benutzerakzeptanz beiträgt,insbesondere in Anwendungsbereichen, in denen Roboter mit Menscheninteragieren.EFFIZIENTE FRAMELESS-MOTORENDie Elektromotoren von TQ bieten den Roboter-Entwicklern darüber hinausnoch viele weitere Vorteile: „Wir haben uns für ILM-Motoren entschieden,DIE IDEE„Wir haben uns für ILM-Motoren vonTQ entschieden, weil sie in Bezugauf das Verhältnis zwischenDreh moment und Gewicht hervorragendsind. Dazu kommt dietechnische Dokumentation inklusiveausführlicher Datenblätter unddetaillierter, technischer Zeichnungen.Die bei TQ verfügbarenMotorgrößen und -konfigurationenpassten perfekt zu den Anforderungen,die wir bei der Konstruktion derverschiedenen Gelenke unsererRoboter hatten – vom Fußgelenkbis hin zum Hals. Dank der rahmenlosenBausätze der Frameless-Motorenkönnen wir die mechatronischeIntegration auf ein Minimumreduzieren bzw. die Komponentenextrem platzsparend verbauen.“Luca Marchionni,CTO von PAL Robotics, Barcelona36 antriebstechnik 2025/04 www.antriebstechnik.de

SPECIAL: ANTRIEBSTECHNIK IN DER ROBOTIKweil sie in Bezug auf das Verhältnis zwischen Drehmoment und Gewichtunübertroffen sind. Dazu kommt die hervorragende technischeDokumentation inklusive ausführlicher Datenblätter und detaillierter,technischer Zeichnungen“, erklärt Luca Marchionni,CTO von PAL Robotics. „Die verfügbaren Motorgrößen und -konfigurationenpassten perfekt zu den Anforderungen, die wir beider Konstruktion der verschiedenen Gelenke unserer Roboterhatten – vom Fußgelenk bis hin zum Hals“, so Marchionni weiter.Heute sind die ILM-Motoren aufgrund ihrer Präzision und Effizienzsowie ihrer kompakten Bauweise und Zuverlässigkeit zentralwichtige Komponenten für die Performance vieler Roboterlösungenvon PAL Robotics – sei es bei den humanoiden Robotern,den so genannten mobilen Manipulatoren oder den Servicerobotern.„Dank der rahmenlosen Bausätze der Frameless-Motorenkönnen wir die mechatronische Integration auf ein Minimum reduzierenbzw. die Komponenten extrem platzsparend verbauen,was unser Hauptziel unterstützt, nämlich Volumen und Gewichtunserer Roboter so gering wie möglich zu halten. Ein zusätzlicherVorteil der ILM-Motoren ist die große Hohlwelle, die es uns ermöglicht,Kabelbäume im Inneren zu verlegen und somit einsauberes Roboterdesign zu erreichen“, so Marchionni.AUF DEM WEG ZUR SERIENREIFEDas technische Team von TQ unterstützte PAL Robotics bei derAuswahl der Motorenkits sowie bei der Überprüfung des Designsund trug so erfolgreich dazu bei, die optimale Integration zwischenden mechanischen Teilen und den Komponenten derMotorenkits zu gewährleisten. Für die Serienreife eines Produkts,oder beim Übergang vom Prototyping zur Serienproduktionspielte dann das Design for Manufacturability (DFM) also ein fertigungsgerechtesDesign eine zentrale Rolle.Das DFM übernehmen dieselben Ingenieure, die auch an derPrototyping-Phase eines Produkts beteiligt waren – so auch beiPAL Robotics. Als das Produkt serienreif war, galt es für PALRobotics die Skalierbarkeit in Produktion und Montage sicherzustellenund ein effektives Management von Lieferkette, Qualitätssicherungund Kostenkontrolle zu gewährleisten, was zusätzlicheExpertise erforderte. Dementsprechend erweiterte das Unternehmensein Team und war froh, TQ als erfahrenen Partner anseiner Seite zu haben.BLICK IN DIE ZUKUNFTDer Markt für humanoide Roboter ist dank neuer Technologienund der zunehmenden Akzeptanz von Robotern, die in verschiedenenBereichen Seite an Seite mit den Menschen arbeiten,schnell gewachsen. Egal, ob als Unterstützung im Haushalt oderzur Verbesserung der Effizienz am Arbeitsplatz: Roboter werdenimmer mehr Teil des täglichen Lebens, was bedeutet, dass dieNachfrage weiter steigen wird. Für PAL Robotics bedeutet dies,weiterhin Teil der Robotik-Revolution zu sein und sich alsführender Anbieter von universellen Robotik-Lösungen zuetablieren.Marchionni erläutert: „Die nächste Aufgabe von PAL Roboticsbesteht darin, unsere bestehenden Roboter weiter zu verbessernund neue Modelle zu entwickeln, um somit den sich wandelndenBedürfnissen unserer Kunden gerecht zu werden und gleichzeitigdie neuesten Robotik-Trends inhouse mitzuentwickeln.Unser Ziel ist es, über den Tellerrand der aktuellen Technologienhinaus in Richtung Zukunft zu blicken und unsere Roboter so anzupassen,dass sie noch mehr Menschen in ihrem täglichenLeben unterstützen.Bilder: TQ Group, PAL Roboticswww.tq-group.com010201 Fertigung der prä zisen Servomotoren in Inning02 Rotor und Stator der Frameless ServomotorenInduktive Absolute Encoder Unempfindlich gegen Montageeinfluss Verbesserte Performance Hohe Auflösung Hohe DrehzahlAMO Automatisierung Messtechnik Optik GmbHNöfing 4 4963 St. Peter am Hart+43 7722 658 56-0office@amo.atwww.antriebstechnik.de antriebstechnik 2025/04 37