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Bild: KTSimage, iStock; Stäubli
Antriebstechnik

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Das Herz aus dem eigenen Haus

Text: Ralf Högel, Stäubli
Dynamik und Präzision – bei sechs Achsen in kompakten Maßen gar nicht so einfach mit einem gängigen Antrieb zu meistern, ist ein Roboterhersteller überzeugt. Deswegen baut er seine eigenen – in Handarbeit.

Entscheidend für die Performance eines Roboters ist die Antriebstechnik. Gerald Vogt, Geschäftsführer von Stäubli Robotics Deutschland, spricht von ihr sogar als einer der Kernkompetenzen im Roboterbau. „Unsere kompakten Sechsachser mit ihrer geschlossenen Bauform arbeiten dynamisch und präzise. Für die Antriebstechnik ist das eine gewaltige Herausforderung“, so Vogt. Da Standard­antriebe unter den Temperaturbedingungen innerhalb des gekapselten Gehäuses bei hoher Last schnell kapitulieren würden, ist für Stäubli die eigene Getriebefertigung ein entscheidender Faktor für die Performance ihrer Roboter.

Der Knackpunkt, die eigentliche Montage der Getriebe, erfolgt ausschließlich in Hand­arbeit. Denn für die Feinjustage sind viel Erfahrung und Know-how nötig: Das Getriebe darf weder zu wenig Vorspannung haben, da dies zu verstärktem Spiel führen würde, noch darf die Vorspannung zu hoch sein. Denn dann wäre erhöhter Verschleiß die Folge. Letztendlich hängt die Präzision der Roboter von den akkurat ausgeführten Montageschritten ab. Deshalb legt der Roboterhersteller die Getriebemontage ausschließlich in die Hände von erfahrenen Mitarbeitern.

Intensive Qualtitätskontrolle

Die Getriebe werden direkt nach der Fertigung in einem ersten Test auf Linearität geprüft. Im eingebauten Zustand steht dann erneut eine Linearitätsprüfung auf dem Programm, mit der sichergestellt wird, dass die Montage fehlerfrei verlief. Zu guter Letzt durchläuft jeder Roboter noch eine abschließende Qualitätsprüfung, bei der das Gesamtsystem auf Präzision und Bahngenauigkeit getestet wird. Durch die intensiven Prüfungen seien Reklamationen eine Ausnahme.

Heute kommen bei Stäubli in den Achsen eins bis vier JCS/JCM-Antriebe zum Einsatz, in den Handachsen versehen selbstentwickelte Getriebe anderer Bauart ihren Dienst. Bei JCM handelt es sich um kompakte Motorgetriebe-Einheiten, die aber aufgrund ihrer Bauform und Größe nur in den ersten vier Achsen einsetzbar sind. Das Kürzel JCS steht für Joint Combiné Stäubli. Diese Getriebe­bauform ermöglicht eine elegante Innendurchführung des Kabelbaums – die Voraussetzung für einen voll gekapselten Roboter.

Die JCM-Antriebstechnik baut auf der JCS-Technik auf. Diese Variante hat den Motor direkt im Getriebe als eine Einheit im Ölbad integriert. Die Vorteile von JCM sieht Geschäftsführer Vogt nicht nur in der Funktionsintegration Untersetzung – Lager – Motor: „Bei integriertem Motor fällt auch das Antriebsritzel weg und damit Justierarbeiten oder eventuelles Spiel.“

Für ein langes Roboterleben

Durch die eigene Antriebstechnikkompetenz kann der Hersteller für jede Knickarm-Roboterbaureihe genau dimensionierte Getriebe einsetzen. Die hauseigenen Antriebe erreichen Laufleistungen bis 100 000 Stunden – je nach Belastung auch mehr. Dabei sind die Getriebe auf kürzeste Zykluszeiten und hohe Dauerbeanspruchung getrimmt.

Dadurch, dass die Getriebe und Motorgetriebeeinheiten komplett im Ölbad laufen, sind sie besser gekühlt, haben eine längere Lebensdauer und geringere Geräuschemissionen. Zum niedrigen Betriebsgeräusch der Roboter trägt auch die technische Ausführung des Getriebes bei, bei der weit weniger Teile im Eingriff sind als bei Standardgetrieben. Für die längere Lebensdauer spielt auch die höhere Kugeldichte eine Rolle, die den Verschleiß erheblich reduziert.

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