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Energieeffiziente Antriebstechnik für Roboter

Neuentwicklung einer Getriebe-Motor-Einheit für maximale Präzision bei minimalem Energieverbrauch

Die Herausforderung im Sinne der Nachhaltigkeit:

Mit der Entwicklung einer neuen Robotergeneration sollte gleichzeitig die Antriebstechnik abermals entscheidend verbessert werden. Entwicklungsziele waren zum Einem die Senkung des Energieverbrauchs bei gleichzeitiger Verlängerung der Wartungs- und Serviceintervalle. Außerdem sollte die neue Antriebstechniklösung Benchmark in Sachen Präzision sein und die Zykluszeiten weiter verkürzen.

Die Ausgangssituation:

Bereits die Vorgängerbaureihe der neuen TX-Robotergeneration war bekannt für ihre hohe Performance und Präzision. Die neuen Sechsachser sollten jetzt die Leistungswerte der Vorgänger toppen und dabei in ehemals wenig beachteten Disziplinen wie dem Energieverbrauch neue Maßstäbe setzen. Da Stäubli traditionell nicht auf Antriebstechnik von Zulieferern setzt, sondern hier Eigenentwicklungen mit hohem Kundennutzen favorisiert, stand die Neuentwicklung einer Motor-Getriebe-Einheit auf dem Programm. Basis für die Neuentwicklung war dabei das Stäubli-eigene patentierte JCS Getriebe mit den herausragenden Eigenschaften: Spielfreiheit, Steifigkeit, Verschleißfreiheit, geringe Reibung und damit hoher Wirkungsgrad sowie Laufruhe. Außerdem ist das JCS besonders schockresistent.

Die Lösung:

Basierend auf der JCS-Antriebstechnologie standen die Verringerung des Platzbedarfs und die Erhöhung der Leistung pro Achse im Mittelpunkt der Neuentwicklung. Die Lösung wurde durch die vollständige Integration des Motors in das Getriebe gefunden. Dabei sind die Bremse und der wartungsfreie Multiturn-Absolut-Encoder weiterhin von außen zugänglich.

Die nachhaltigen Stärken:

Die neue JCM-Antriebstechnologie bringt eine ganze Reihe von Vorteilen. Durch die Integration von Getriebe und Motor in ein Bauteil konnte der Wirkungsgrad noch einmal entscheidend verbessert werden. Diese Entwicklung führte zu einer signifikanten Reduzierung des Energieverbrauchs, der je nach Applikation und Robotermodell zwischen 20 und 40 Prozent bei vergleichbaren Bewegungsabläufen liegt. Für den Anwender bedeutet das eine beachtliche Reduzierung der Energiekosten oder führt bei Erhöhung der Geschwindigkeit zu einer Vergrößerung des Durchsatzes und damit durch kürzeren Anlagenlaufzeiten oder Einsparung ganzer Anlagen ebenfalls zu einer Verringerung des Energieverbrauches pro Bauteil. Des Weiteren ließ sich durch diese Bauweise der Service- und Wartungsaufwand nahezu halbieren, was für den Anwender ebenfalls eine deutliche Kostenentlastung bringt. Gleichzeitig werden durch die langen Wartungsintervalle Ressourcen geschont und die Umwelt durch Vermeidung von Abfällen deutlich weniger belastet. Durch den Einsatz der nahezu verschleißfreien Getriebe konnte der Lebenszyklus der Roboter deutlich verlängert werden, ohne dass der Roboter an Leistungsfähigkeit oder Genauigkeit verliert. Der Einsatz von Stäubli Robotern führt damit zu einer signifikanten Verbesserung der Nachhaltigkeit im Produktionsprozess. Weiterer Vorteil: Die neue Antriebstechnologie macht die Stäubli Roboter der TX-Generation zu den schnellsten und präzisesten Sechsachsern am Markt.

Der Erfinder:

Text

Kurzprofil des Unternehmens:

Name: Stäubli
Hauptsitz: Pfäffikon, Schweiz
Gründungsjahr: 1892
Mitarbeiter: 4000
Lösungen: Mechatronik-Lösungen in 3 Sparten: Textilmaschinen, Kupplungssysteme und Roboter
Internationalität: 12 industrielle Produktionsbetriebe, Verkaufs- u. Servicegesellschaften in 25 Ländern, Vertretungen in 50 Ländern