シェフラーの遊星歯車 + 波動歯車の精度
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精密ギアは、構造のダイナミクス、位置決め、繰り返し精度、または耐用年数に大きな影響を与えます。 シェフラー 持っています 若い会社で 超精密ドライブ 現在の最先端技術を超える XNUMX 種類のトランスミッションが開発されました。 波動歯車装置 シリーズRTと 遊星歯車 PSCシリーズの使い方を学ぶ ロボット工学-アプリケーションを新しいレベルに引き上げます。
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金属加工業界用の歯車
11.09.2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | シェフラーは、より高いダイナミクス、精度、エネルギー効率、そしてより長い機械稼動時間で工作機械分野の課題に対処したいと考えています。 同社はこれを次の会合で発表している。 EMO 2023 新しいドライブソリューション。
回転テーブルの全く新しい駆動コンセプト
「工作機械業界では、工作機械業界の人々が現在の要因をチャンスとして非常に早く理解し、それに対応しました。 これに関連して、顧客は特に電気、空気、冷却用潤滑剤の消費量の削減と「国内調達」について言及することが多いとコメントした。 ラルフ・モズバーグ、シェフラーの産業オートメーション部門の責任者。
「投資の目的は、実行時間と使用率を最適化し、新しい自動化ソリューションの助けを借りて生産システムをより柔軟に使用できるようにすることです。これが主な焦点です。」 ロボット ROI を特に考慮した協働ロボットや、次のような新技術の開発と応用を実現します。 ダイレクトドライブ技術 中心的な役割を果たします。」
見本市のハイライトは、 回転回転テーブル SRV および RKIB モーターを介して直接駆動されるターンテーブルを備えています。 この展示では、明確に比較して議論できる XNUMX つのソリューションを紹介します。
回転テーブルの駆動にはダイレクトドライブを採用 アキシアルラジアルベアリング 誘導式絶対角度測定システムを統合した YRTCMA シリーズが使用されます。 一方、完全新設計の旋回軸の駆動部には精密遊星歯車を搭載 PSC サーボモーターを使用して実装されています。 耐用年数全体にわたってわずか 0,1 分角の一定のねじりバックラッシュにより、張力を加えてねじりバックラッシュを除去するための XNUMX 番目のドライブを省略することが初めて可能になります。
軽加工作業用のギアボックス
31.08.2023 年 2023 月 1 日 | EMO XNUMXでシェフラーは、オプションで統合可能でスペースニュートラルなRTXNUMX精密ウェーブギアボックスを展示します。 トルクセンサー RT1-Tとして入手可能です。 自動ねじりバックラッシュ補正機能を備えた PSC 精密遊星ギアボックスも展示されます。
これらの精密ギアを使用すると、次のような非常に幅広い用途に多数の自動化ソリューションを実装できます。 工作機械、溶接ポジショナー、ロータリーインデックステーブル、チューブベンディングマシン、 コボット および他の多くのアプリケーション。 両方のタイプの歯車は、軽機械加工タスク用のフライスヘッドとして見本市で展示されます。
死 精密シャフトギヤ RT は現在、モーター、フィードバック システム、およびオプションで統合されたコントローラーを備えた、個別に構成可能な高精度ドライブとしても提供されています。 このようにして、ユーザーは、特注の高精度ドライブを使用せずに、マシンの開発時に中核となる能力に集中できます。
超精密ドライブの離陸
21.03.2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | ギアは、次のような産業のほとんどの精密ドライブに使用されているためです。 B. ロボット、工作機械、産業オートメーション、または 医療の 重要なコンポーネントを代表するシェフラーは、精密歯車の分野における開発能力、生産技術、製品およびサービスをひとつ屋根の下に備えています。 超精密ドライブ まとめました。
このラベルが付いた製品は、現在の最先端技術を超えるだけでなく、時には市場のベンチマークを設定することさえあります。これは、シェフラーが社内にこの分野を開設してから比較的短期間でのことです。 XNUMX 種類のギアと XNUMX シリーズで、次の公称トルクをカバーします。 10～5Nm超 から。
これは、業界が工作機械の二次軸および主軸用、自動化におけるドライブの位置決め用、または小型から大型の協働ロボット用のロボット ギアボックスとして、精密な遊星ギアボックスを利用できることを意味します。 産業用ロボット から選択する。
ダイナミックな市場の発展 - 少数のメーカー
ラルフ・モズバーグシェフラーのインダストリアルオートメーション上級副社長は、Automatica の準備段階での記者会見で、ロボット市場の動向について次のようにコメントしました。彼は、高度な柔軟性とダイナミクスに、協働ロボットやロボット間のスムーズな移行が伴うと見ています。協働ロボットと 産業用ロボットn. メーカーはここでは単純なものに頼っています。 プログラミング と 機械学習.
ニコライ・ハンマール、シェフラーのビジネス フィールド ロボティクス担当副社長は、ロジスティクスに大きな動きが見られます。 また、モバイル自動ロボティクスも増加しています。 医療技術では、手術を行う医師と患者を分離する可能性が開かれています。 あなた自身がそうしたいと思うかどうかが問題ですが、この傾向はもはや止められません。 キアヒュンダイでは、すでにXNUMXつの最終受け入れがあります 自動車、この映画が示すように、ロボットだけが人間の介入なしで実行します。
現在の販売率の数値をはるかに超える可能性
協働ロボットの売上高については、業界で広くコンセンサスが得られています。 何倍も高い いくつかの技術的課題が解決された場合。 中規模企業としての製造業企業は、コボットの自給自足の使用において生産性を高めるために、高速化と高速化を望んでいます。 魅力的なコストを伴う共同モードで必要な感度も不足しています。
協働ロボットは、両方の特性を組み合わせると非常に柔軟に使用できます。 彼らは、古典的な産業用ロボットのように、日中は共同で作業し、夜間は自律的に作業します。 このようにして、企業は生産性を大幅に向上させ、ROI をはるかに迅速に達成できます。 このシナリオでは、需要が急激に増加します。 そのため、世界の報道機関はすでに、協働ロボット コンポーネントの数少ない中規模のサプライヤーが、増大する需要に対応できるかどうか疑問に思っています.*1
ロボット用波動歯車
20.04.2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | このような背景に対して、自動車および産業用サプライヤーは、軽量ロボット工学におけるロボット軸の歯車ポートフォリオと生産能力を大幅に拡大し、高精度の XNUMX つの歯車シリーズ、つまりバックラッシュのない高精度波動歯車を開発しました。 RT1 と RT2 シリーズの精密遊星歯車と同様に PSC.
RT 波動歯車は 10 から最大 484 Nm までのトルク範囲をカバーし、最小サイズ 030 の PSC 歯車は 327 Nm から始まります。 したがって、ロボット メーカーは、ロボット軸に最適なギアボックスの設計とサイズを選択できるオプションを利用できます。 しかし、実際にはハーモニック ドライブとは何で、どこから来たのでしょうか?
波動歯車を発明したのは誰ですか?
のグループで ザーンラード波動歯車は、いわゆるフレクスプラインという弾性要素によって特に際立っています。これは、1970 年代初頭に車輪駆動装置に設置されたことによって保証されました。 月面車、アポロ計画で使用されました。 ロボット ギアの使用が成功した後、航空技術や医療技術、パラボラ アンテナの追跡など、他の応用分野への道が開かれました。 ソーラーパネル.
月面移動車の 1950 つの例が月面に残されました。 XNUMX 年代にウォルトン マッサーが発明した波動歯車装置は、XNUMX つの電動ホイール ドライブに搭載されました*。2.
産業用オートメーションでは、数十年にわたって波動歯車が精密サーボ歯車として使用されてきました。 連続生産の最初の波動歯車として、波動歯車歯車はハーモニック ドライブのブランド名でハーモニック ドライブ歯車として市場に登場しました。 今日、波動歯車は、最大 20 kg のペイロードを持つ小型の多関節アーム ロボットに適したタイプの歯車です。
波動歯車の利点は何ですか?
- XNUMX段で非常に高い変速比
- Flexspline および Circular-Spline の歯のプリテンションから生じる遊びからの自由
- 高い位置決め精度と繰り返し精度
- 中空シャフトのオプション ケーブル実行
- 非常にコンパクトな設計と低質量
発明者の膨張波歯車特許 ウォルトン・マッサー 1955年からは長い間有効期限が切れています。 したがって、現在の管理可能なメーカーの数はさらに驚くべきものです。 しかし、これはおそらく、多くのニッチなアプリケーションと洗練されたギア技術によるものです.
精密車高調シリーズ RT1・RT2
シリーズ RT1 と RT2 はどちらも同等のサイズです。 ハイトルクRT1シリーズの精密ハーモニックドライブは、標準トルクRT2シリーズをトルクで平均30%、寿命で40%上回っています。 標準トルク RT2 シリーズの高精度ハーモニック ドライブは、サイズ、バリエーション、ギア比の広範なポートフォリオが特徴です。 高トルクRT1シリーズの精密車高調波ドライブは一体型 トルクセンサー RT1-T として利用可能で、特別な機能として、ロボットのドライブ トレインに追加の弾力性を導入しません。
ロボット用 RT 精密シャフト ドライブは、オプションで、適切に適合したモーターおよびオプションで統合されたトルク センサー (RT1-T) と組み合わせて、コンパクトなドライブ ユニットを形成できます。 エンコーダ と ブレーキ 完成すること。 XZU シリーズのアンギュラ ニードル ベアリングを使用することにより、出力の特に剛性の高いベアリングが実現されます。
新しいベアリング設計で境界を押し広げます
14.04.2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | からの多関節アームのベアリング技術 軽量b外 通常はクロスローラーベアリングを使用します。 しかし、このような軸受の設計では、傾き剛性の点ですでに限界に達しています。 シェフラーは、有望な代替品としてニードルローラーと複列ローラーの使用を検討しました。 アンギュラニードルベアリング XZU 開発しました。
コボットジョイント用のアンギュラニードルベアリングと精密ギアユニット
14.04.2023 年 2020 月 XNUMX 日 | 軽量ロボット (LBR) と協働ロボット (コボット) は、最新の生産において非常に動的かつ正確に動作する必要があります。 アンギュラニードルベアリングの開発により、XNUMX年も新型になりました 精密ギアユニット RTWH 発展した。 これにより、急速に成長する市場セグメントに新たな機会が開かれました。 精密歯車のメインベアリングには、新しいローラーベアリング XZU が使用されています。 の組み合わせ ギア XZU は、アプリケーションで最大のコンパクトさと剛性を提供します。
より優れた性能により、ユーザーはより小さなローラーベアリングサイズを選択できるため、設置スペースと重量を節約できます。 これは、ダウンサイジングのトピックに関して重要な側面です。 全体として、これらのロボットの開発には新しい可能性があります。
のために コボットの関節 シェフラーは、RT1 および RT2 シリーズを「減速機」と呼ばれるシルクハット設計のすぐに取り付けられる減速機と呼んでいます。 の動作原理 車高調 比較的軽量な設計で、高トルク容量、高減速比を実現します。 精密歯車は、バックラッシュがなく、位置決めが正確で、コンパクトで、長寿命です。
特に高い方 人生 ギアボックスはロボットにとって非常に重要です。ロボットは確実に動作し、ダウンタイムをできるだけ少なくする必要があるからです。 サイズに応じて、メーカーは 50 から 150 への削減を提供しています。 結果として得られるトルクは、ギアボックスと剛性のあるアンギュラ ニードル ベアリングおよび堅牢な設計の組み合わせによって、正確かつ安全に伝達されます。 このようにして、ロボットは、非常に効率的に作業できる最終位置まで、動的かつ正確に、高い後振動効果なしに移動できます。 ロボットの仕分け・組立・ハンドリング作業を短時間で正確に行うことができます。 精密歯車には メンテナンスフリー 設計 標準サイズで利用できます。 ドライブフランジは中空シャフトとして設計されており、個別に設計できます。
高精度のセンサー化された波動歯車
11.05.2022年XNUMX月XNUMX日| 製造業のニーズ 軽量ロボティクス高いダイナミクスと精度で動作します。 同時に、 食品業界 中規模の企業では、柔軟性と使いやすさが最も重要ですが、医療技術には高いレベルの感度があります。
「これらの厳しい目標は、XNUMXつのコンポーネントだけでは達成できません。 私たちはこの課題に根本的に取り組み、軽量ロボットとコボット用の新しい課題を用意しました ハウプトラーガー, エンジン、トランスミッションと完全に統合された センサー 開発された」と述べています。 ラルフ・モズバーグ、シェフラーの産業自動化ビジネスユニットの責任者。
「当社のソリューションパッケージを使用すると、コボットは、たとえば、同時に動き回ることができます 50パーセント高速 30% 重い荷物を運ぶことができ、感度のためにセンサー化されたウェーブ ギアで革新的なコンセプトを提供します。 これにより、アプリケーションのさらなる分野が開かれます。」
死 RT精密ハーモニックドライブ は、高トルクレベルを伴う、特に動的で要求の厳しい用途向けに設計されています。 完全に統合されたトルクセンサーを備えた波動歯車がオプションとして利用可能です。 追加の設置スペースやメカ全体の剛性を損なうことなく、高精度のトルク信号を伝達します。 現在まで、市場には連続生産に適した長期使用可能なセンサー ソリューションがありませんでした。 このギャップはセンサー付き波動歯車 RT によって埋められます。
市場に出回っている他の段ボール歯車とは対照的に、センサー付き精密段ボール歯車のFlexsplineのひずみゲージ構造は 薄膜技術 永続的に適用されます。 トルクセンサーは、安全機能と高感度で正確な位置およびプロセス制御をサポートします。 トルク信号は、アクティブな振動補償を開発するためにも使用できます。 これは、非常に動的な動きで、より短い整定および位置決め時間を達成できることを意味します。
高トルクおよび標準トルクアプリケーション用のウェーブギア
軽量ロボットとコボット用のXNUMXつの精密ハーモニックドライブシリーズには、 RT1 高トルクエリアとそのために RT2 標準トルク用途向け。 RT2 ギアは、通常のコボット アプリケーションの約 80% をカバーします。 このシリーズには、14 から 32 までの 50 つのサイズと 160 から XNUMX までの XNUMX つの比率が含まれています。 中空シャフト シール付きの密閉ユニットとして、およびコンポーネントセットとして、ロボットのモーターシャフトに直接取り付けることもできます。 RT1 ギアボックスは、14 ～ 32 の 100 つのサイズがあり、比率は 160 および 25 で、トルクは 900 ～ 1 Nm 近くになります。 トルク密度が高いため、RTXNUMX 波動歯車を使用して、平均以上の負荷に対応する特にコンパクトな多関節アームを作成できます。
外部トルクセンサーと内部トルクセンサー
02.06.2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | したほうがいい コボット 繊細に力をコントロールして仕事をし、スムーズに教えるためには、それが必要です センサー外力から測定データを取得します。 シェフラー このために持っています トルクセンサー 精密波動歯車に組み込まれた協働ロボット用に開発されました。
PSCシリーズの精密遊星歯車
29.04.2023 | PSC ヘリカルドライブステージと一体型メインベアリングを備えたXNUMX段遊星歯車の名前です。 他の技術と比較してギアは
- P = 最も正確
- S = で最も静かで全体
- C = 一定の寿命
産業用ロボット用精密遊星歯車 PSC シリーズで、設計者は XNUMX 倍少ないバックラッシュ 耐用年数が XNUMX 倍に延長されます。
摩耗補正により、ギヤのねじりバックラッシュを極小に抑え、一定に保ちます。 開発におけるこのような大きな飛躍は非常にまれであり、産業用ロボットが以前の限界を克服する機会です。
PSC 精密ギアボックスは、特に幅広い産業用途に適しています。 これは、とりわけ、さまざまなバリエーションによって保証されます。 これは、中実シャフトと中空シャフト、取り付けキットと完全なギアブロック、およびさまざまなモーター取り付けバリエーションを備えた XNUMX つのサイズから生まれます。 平歯車段と遊星段との接続は、所望の速度とトルクの範囲に幅広く調整できる機能を持っています。
遊星歯車にはどのような利点がありますか?
- 最小ねじりバックラッシュ (0,1 分角)
- 最大のねじり剛性と傾斜剛性
- 20.000 運転時間の特に長い耐用年数
これらの機能により、精密遊星歯車はあらゆる産業用精密ドライブに理想的に適しています。 遊星歯車の特許取得済みの歯形成技術により、 はすば歯車ステージ 入口の騒音レベルはわずか 65 dB(A) です。 ロボットのギアボックスは、全負荷で 90% を超える高効率を実現します。 これにより、安定した温度挙動と低エネルギー消費が実現します。
特許取得済みの歯車技術
PSC 遊星ギアボックスの優れた特徴は、特許取得済みのギア技術です。 遊星歯車のねじりバックラッシュを低減します。 0,1分角 また、調整機構により20.000時間の寿命を一定に保ちます。
PSC シリーズには、030 ～ 500 の 9 サイズの遊星歯車が含まれており、遊星段比は 20 ～ 3,4、入力段比は 15,7 ～ 155、外径は 405 ～ XNUMX mm です。 特にねじり剛性は高く、両側にXNUMX～XNUMX個の遊星歯車を搭載することで実現しています。
PSC 遊星ギアボックスは、取り付けキットおよび密閉ユニットとして利用可能です。 アングルプリアンプあり/なし。 これらのさまざまなロータリー ギアボックスは、お客様の設計に簡単に統合できます。 これらはすでに、最大約 100 kg の耐荷重を持つ産業用ロボットで非常にうまく使用されています。
シェフラーは AUTOMATICA 2023.
情報源：
1. https://asianroboticsreview.com/home214-html
2. 航空宇宙局
アンジェラ・ストラックは、開発スカウトの編集長であり、フリージャーナリストであり、リートにある Presse Service Büro GbR のマネージングディレクターでもあります。