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Engranaje planetario + precisión de engranajes de ondas de deformación de Schaeffler

Detalles
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Los engranajes de precisión tienen una influencia significativa en la dinámica, el posicionamiento y la precisión de repetición o la vida útil de una construcción. Schaeffler ¿Qué en la empresa joven Accionamientos de ultraprecisión Se han desarrollado dos tipos de transmisión que superan el estado de la técnica actual: el Engranaje de onda de tensión Serie RT y la engranaje planetario de la serie PSC. Aprende a usar tu robótica-Lleva la aplicación a un nuevo nivel.

Accionamiento de mesa giratoria Schaeffler

 

contenido

Engranajes para la industria metalúrgica

11.09.2023 de septiembre de XNUMX | A Schaeffler le gustaría afrontar los retos del sector de las máquinas herramienta con más dinamismo, precisión, eficiencia energética y tiempos de funcionamiento de las máquinas más prolongados. La empresa lo presenta en el emo 2023 Unas nuevas soluciones de accionamiento.

Concepto de accionamiento completamente nuevo para mesas giratorias

Rodamientos para mesas giratorias de Schaeffler“En la industria de las máquinas herramienta, los profesionales de la industria de las máquinas herramienta comprendieron rápidamente los factores actuales como una oportunidad y reaccionaron ante ellos. En este contexto, los clientes mencionan con especial frecuencia la reducción del consumo de electricidad, aire y lubricantes refrigerantes y el "abastecimiento nacional", comentó Ralf Moseberg, jefe del departamento de Automatización Industrial de Schaeffler.

"El objetivo de las inversiones es optimizar los tiempos de funcionamiento y el uso y poder utilizar los sistemas de producción de forma más flexible con la ayuda de nuevas soluciones de automatización. Aquí es donde está el foco principal robot y cobots con especial consideración al ROI, así como al desarrollo y aplicación de nuevas tecnologías como Tecnología de accionamiento directo un papel central”.

Lo más destacado de la feria será un Mesa giratoria giratoria con una plataforma giratoria accionada directamente mediante los motores SRV y RKIB. La exposición presenta dos soluciones que pueden compararse y discutirse claramente.

Se utiliza un accionamiento directo para accionar la mesa giratoria. Rodamientos axial-radial Se utiliza la serie YRTCMA con un sistema de medición de ángulo absoluto inductivo integrado. Por otro lado, el accionamiento para ejes giratorios de diseño completamente nuevo está equipado con un engranaje planetario de precisión. PSC Implementado con servomotor. El juego de torsión constante de sólo 0,1 minutos de arco durante toda la vida útil permite prescindir por primera vez de un segundo accionamiento para tensar y eliminar el juego de torsión.

Cajas de cambios para tareas de mecanizado ligero

31.08.2023 de agosto de 2023 | Schaeffler presenta en la EMO 1 sus reductores de ondas de precisión RTXNUMX, que también pueden integrarse opcionalmente y ser neutros en el espacio. sensores de par están disponibles como RT1-T. También se exponen los reductores planetarios de precisión PSC con compensación automática del juego de torsión.

Con estos engranajes de precisión se pueden implementar numerosas soluciones de automatización en una gama muy amplia de aplicaciones, como en Máquina Herramienta, posicionadores de soldadura, mesas divisoras giratorias, máquinas dobladoras de tubos, Cobots y muchas otras aplicaciones. Ambos tipos de engranajes se presentarán en la feria en cabezales de fresado para tareas de mecanizado ligeras.

El Engranaje del eje de precisión Los RT ahora también se ofrecen como accionamientos de precisión configurables individualmente con motor, sistema de retroalimentación y, opcionalmente, controlador integrado. De esta manera, los usuarios pueden concentrarse en sus competencias principales al desarrollar la máquina, sin tener que prescindir de accionamientos de precisión hechos a medida.

Ultra Precision Drives despega

21.03.2023/XNUMX/XNUMX | Debido a que los engranajes se utilizan en la mayoría de las transmisiones de precisión para industrias como B. robots, máquinas herramienta, automatización industrial o médico Como componente clave, Schaeffler reúne bajo un mismo techo sus competencias de desarrollo, tecnologías de producción, productos y servicios en el ámbito de los engranajes de precisión. Accionamientos de ultraprecisión resumen.

Los productos con esta etiqueta no sólo superan el estado de la técnica actual, sino que a veces incluso establecen puntos de referencia en el mercado, y esto después de un tiempo relativamente corto desde que Schaeffler abrió esta área dentro de la empresa. Dos tipos de engranajes y tres series cubren pares nominales de 10 a más de 5 Nm de.

Esto significa que la industria tiene acceso a cajas de cambios epicicloidales precisas para ejes secundarios y principales en máquinas herramienta, para accionamientos de posicionamiento en automatización o como cajas de cambios robóticas para cobots pequeños y grandes. robots industriales para elegir.

Desarrollo de mercado dinámico - pocos fabricantes

Ralf Moseberg, vicepresidente senior de Automatización Industrial de Schaeffler, comentó sobre las tendencias en el mercado de la robótica en una conferencia de prensa previa a Automatica: Él ve un alto grado de flexibilidad y dinámica, que se acompaña de una transición fluida entre robots colaborativos o cobots y Los robots industrialesN. Los fabricantes confían en los simples aquí. Programación y Aprendizaje automático.

nicolai hammerle, Vice President Business Field Robotics en Schaeffler, ve un gran movimiento en la logística. Y la robótica automatizada móvil también está en aumento. En tecnología médica, se abren posibilidades para separar al médico que opera del paciente. La pregunta es si usted mismo lo querría de esa manera, pero esta tendencia ya no se puede detener. En Kia Hyundai ya hay aceptación definitiva de uno Automóviles, que solo los robots realizan sin intervención humana, como muestra esta película:

 

Potencial mucho mayor que las cifras actuales de la tasa de ventas

Existe un amplio consenso en la industria de que las cifras de ventas de robots colaborativos muchas veces más alto podría ser si se resolvieran algunos problemas técnicos. Las corporaciones manufactureras como las medianas empresas quieren mayores velocidades y aceleraciones para una mayor productividad en el uso autosuficiente de cobots. También se echa en falta la sensibilidad necesaria en la modalidad colaborativa con costes atractivos.

Reductores planetarios para numerosas aplicaciones

Los cobots se pueden usar de manera muy flexible si combinan ambas propiedades. Trabajan de forma colaborativa durante el día y de forma autónoma por la noche como el clásico robot industrial. De esta manera, las empresas logran el ROI mucho más rápido con una productividad significativamente mayor. En este escenario, la demanda aumentaría rápidamente de forma pronunciada. Y así, la prensa internacional ya se pregunta si los pocos proveedores medianos de componentes de cobots podrían siquiera satisfacer la creciente demanda.*1 

Engranajes ondulatorios para robots

20.04.2023/XNUMX/XNUMX | En este contexto, el proveedor industrial y de automoción ha ampliado significativamente su cartera de engranajes y sus capacidades de producción para ejes robóticos en robótica ligera y ha desarrollado dos series de engranajes de alta precisión: los engranajes de ondas de tensión de precisión sin juego. RT1 y RT2 así como los engranajes planetarios de precisión de la serie PSC.

Los engranajes de ondas de tensión RT cubren un rango de par de 10 a un máximo de 484 Nm, los engranajes PSC en el tamaño más pequeño 030 comienzan en 327 Nm. Los fabricantes de robots tienen así la opción de poder seleccionar el diseño y el tamaño de la caja de engranajes más adecuados para sus ejes de robot. Pero, ¿qué es realmente un impulso armónico y de dónde viene?

¿Quién inventó los engranajes de ondas de tensión?

en el grupo de EquipoLos engranajes ondulados destacan especialmente por su elemento elástico, el llamado flexspline. Esto quedó garantizado mediante la instalación en las ruedas motrices a principios de los años 1970. Vehículos itinerantes lunares, que se utilizaron durante las misiones Apolo. Después del uso exitoso de engranajes robóticos, encontraron su camino hacia otras áreas de aplicación, como en la tecnología médica y aeronáutica o para el seguimiento de antenas parabólicas y paneles solares.

Los tres ejemplos de vehículos itinerantes lunares se quedaron en la luna. Los engranajes de ondas de tensión inventados por Walton Musser en la década de 1950 se instalaron en las cuatro ruedas motrices eléctricas*2. 

En la automatización industrial, los engranajes de ondas de deformación se han utilizado como servoengranajes de precisión durante décadas. Como los primeros engranajes de ondas de tensión en la producción en serie, los engranajes de ondas de tensión llegaron al mercado como engranajes Harmonic Drive bajo la marca Harmonic Drive. Hoy en día, los engranajes de ondas de deformación son el tipo de engranaje preferido para pequeños robots de brazo articulado con cargas útiles de hasta 20 kg.

¿Cuáles son las ventajas de los engranajes de ondas de deformación?

  • Relación de transmisión muy alta en una etapa
  • Libertad de juego generado por el pretensado del dentado de Flexspline y Circular-Spline
  • Alta precisión de posicionamiento y repetición
  • Opción de eje hueco para el Cableejecución
  • Diseño muy compacto y poca masa

Patentes de engranajes de ondas de expansión de Inventor Walton Musser desde 1955 han expirado hace mucho tiempo. Por lo tanto, el manejable número de fabricantes en la actualidad es aún más sorprendente. Pero esto probablemente también se deba a las muchas aplicaciones de nicho y a la sofisticada tecnología de engranajes.

Variador armónico de precisión serie RT1 y RT2


Ambas series RT1 y RT2 tienen tamaños comparables. Los variadores armónicos de precisión de la serie High Torque RT1 superan a los de la serie Standard Torque RT2 en un promedio del 30 % en términos de par y del 40 % en términos de vida útil. Los accionamientos armónicos de precisión de la serie Standard Torque RT2 se caracterizan por una amplia cartera de tamaños, variantes y relaciones de transmisión. Los accionamientos armónicos de precisión de la serie High Torque RT1 están equipados con un sensores de par disponible como RT1-T, que, como característica especial, no introduce ninguna elasticidad adicional en el tren de accionamiento del robot.

Los accionamientos de eje de precisión RT para robots se pueden combinar opcionalmente con motores adecuados y un sensor de par integrado opcionalmente (RT1-T) para formar unidades de accionamiento compactas codificador y Freno ser completado. Se consigue un apoyo especialmente rígido en la salida mediante el uso de rodamientos angulares de agujas de la serie XZU.

Empujando los límites con un nuevo diseño de rodamiento

14.04.2023/XNUMX/XNUMX | La tecnología de rodamientos en brazos articulados de ligerobafuera Suele utilizar rodamientos de rodillos cruzados. Sin embargo, el diseño de este tipo de rodamientos ya ha alcanzado sus límites en cuanto a su rigidez basculante. Schaeffler ha considerado como alternativa prometedora el rodillo de agujas y el de doble hilera. Cojinete angular de agujas XZU desarrollado.

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Cojinete angular de agujas y reductor de precisión para juntas cobot

14.04.2023/2020/XNUMX | Los robots ligeros (LBR) y los robots colaborativos (cobots) tienen que trabajar de forma muy dinámica y precisa en la producción moderna. Con el desarrollo del rodamiento angular de agujas, XNUMX también se convirtió en el nuevo Reductor de precisión RTWH desarrollado. Esto ha abierto nuevas oportunidades en el segmento de mercado en rápido crecimiento. El nuevo rodamiento de rodillos XZU se utiliza como rodamiento principal para el engranaje de precisión. La combinación de Cajas de cambios y XZU ofrece la máxima compacidad y rigidez en la aplicación.

Debido al mejor rendimiento, el usuario puede elegir un tamaño de rodamiento de rodillos más pequeño, ahorrando así espacio y peso de instalación. Este es un aspecto esencial con respecto al tema del downsizing. En general, existen nuevas posibilidades en el desarrollo de estos robots. 

Für Articulaciones de cobots diseñado, Schaeffler describe las series RT1 y RT2 como reductores listos para instalar en el diseño de Silk Hat como "reductores de velocidad". El principio de funcionamiento de accionamiento armónico permite una alta capacidad de torsión, altas relaciones de reducción con un diseño relativamente ligero. El engranaje de precisión no tiene juego, se posiciona con precisión, es compacto y tiene una larga vida útil.

Especialmente el alto Vida la caja de cambios es de gran importancia para los robots porque deben funcionar de forma fiable y con el menor tiempo de inactividad posible. Dependiendo del tamaño, el fabricante ofrece reducciones de 50 a 150. Los pares resultantes se transmiten de forma precisa y segura a través de la combinación de la caja de engranajes con el rígido rodamiento angular de agujas y el diseño robusto. De esta forma, el robot se puede mover de forma dinámica, precisa y sin grandes efectos posteriores a la oscilación hasta la posición final, donde puede trabajar de manera muy eficiente. El trabajo de clasificación, montaje y manipulación del robot se puede realizar con precisión en poco tiempo. El engranaje de precisión tiene un libre de mantenimiento Diseño y está disponible en tamaños estándar. La brida de accionamiento está diseñada como eje hueco y puede diseñarse individualmente.

Engranajes de onda de deformación sensorizados con alta precisión

11.05.2022/XNUMX/XNUMX | La industria manufacturera necesita Robótica ligeraque actúan con alta dinámica y precisión. Al mismo tiempo, las aplicaciones en el industria alimentaria y la tecnología médica tienen un alto nivel de sensibilidad, mientras que la flexibilidad y la facilidad de uso son primordiales en las empresas medianas.

“Estas exigentes metas no se pueden lograr con un solo componente. Hemos abordado fundamentalmente este desafío y tenemos nuevos para robots ligeros y cobots. campamento principal, motores, transmisión y un totalmente integrado sensores desarrollado", dice Ralf Moseberg, Responsable de la unidad de negocio de Automatización Industrial de Schaeffler.

"Con nuestro paquete de soluciones, los cobots pueden, por ejemplo, moverse simultáneamente 50 por ciento más rápido ser capaz de transportar cargas que son un 30 por ciento más pesadas y para la sensibilidad ofrecemos un concepto innovador con nuestros engranajes de onda sensorizados. Esto abrirá nuevos campos de aplicación”.

El Accionamiento armónico de precisión RT fueron diseñados para aplicaciones particularmente dinámicas y exigentes con un alto nivel de par. Opcionalmente se encuentran disponibles engranajes ondulados con sensores de par totalmente integrados. Sin espacio de instalación adicional y pérdida de rigidez de toda la mecánica, tiene la tarea de entregar señales de par de alta precisión. Hasta la fecha, el mercado carecía de una solución de sensor duradera y adecuada para la producción en serie. Esta brecha se cierra con el engranaje ondulatorio sensorizado RT.

Accionamientos robóticos para el mercado en rápido crecimiento

En contraste con otros engranajes corrugados en el mercado, la estructura de galgas extensiométricas en Flexspline en los engranajes corrugados de precisión sensorizados estaba en tecnología de película delgada aplicado permanentemente. El sensor de par admite funciones de seguridad y un control de proceso y posición sensible y preciso. Las señales de par también se pueden utilizar para desarrollar una compensación activa de vibraciones. Esto significa que se pueden lograr tiempos de asentamiento y posicionamiento más cortos con movimientos altamente dinámicos.

Engranajes ondulados para aplicaciones de par alto y estándar

Las dos series de accionamiento armónico de precisión para robots ligeros y cobots incluyen el RT1 para el área de alto torque y que RT2 para la aplicación de torque estándar. Los engranajes RT2 cubren alrededor del 80 % de las aplicaciones habituales de cobots. La serie incluye cinco tamaños del 14 al 32 y cinco ratios del 50 al 160. Hay variantes con Eje hueco y para fijación directa al eje del motor del robot, como unidad cerrada con juntas y como conjunto de componentes. Las cajas de cambios RT1 están disponibles en cuatro tamaños, del 14 al 32, con relaciones de 100 y 160 para pares de 25 a casi 900 Nm. Gracias a la alta densidad de par, con el engranaje ondulado RT1 se pueden crear brazos articulados especialmente compactos para cargas superiores a la media.

Sensores de par externos versus internos

02.06.2023/XNUMX/XNUMX | Debería Cobots para trabajar con sensibilidad y control de fuerza y ​​para enseñar sin problemas, necesita uno sensorespara obtener datos de medición de las fuerzas externas. Schaeffler tiene para esto Sensores de par desarrollado para cobots que están integrados en engranajes de ondas de deformación de precisión. 

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Engranajes planetarios de precisión de la serie PSC

29.04.2023 | PSC es el nombre del engranaje planetario de tres etapas con etapa de transmisión helicoidal y cojinete principal integrado. En comparación con otras tecnologías son los engranajes

  • P = más preciso
  • S = el más tranquilo y el conjunto en
  • C = vida útil constante

Con los engranajes planetarios de precisión de la serie PSC para robots industriales, los diseñadores tienen que Factor diez menos contragolpe torsional y una vida útil extendida por un factor de tres.

La compensación de desgaste mantiene constante el juego torsional extremadamente pequeño del engranaje. Tales grandes saltos en el desarrollo son muy raros y una oportunidad para que la robótica industrial supere los límites anteriores.

Los reductores de precisión PSC son adecuados para una gama especialmente amplia de aplicaciones industriales. De ello se encarga, entre otras cosas, una gran variedad de variantes. Esto resulta de ocho tamaños con eje macizo y eje hueco, kits de instalación y bloques de engranajes completos, así como diferentes variantes de montaje del motor. La conexión entre la etapa de engranaje recto y la etapa planetaria tiene la función de permitir un amplio ajuste al rango de velocidad y par deseado.

¿Qué ventajas ofrecen los engranajes planetarios?

  • holgura torsional mínima (0,1 arcmin)
  • máxima rigidez torsional y basculante
  • vida útil particularmente larga de 20.000 horas de funcionamiento

Con estas características, los engranajes planetarios de precisión son ideales para todos los accionamientos de precisión industriales. Gracias a la tecnología de dentado patentada de los engranajes planetarios y etapa de engranaje helicoidal en la entrada hay un bajo nivel de ruido de solo 65 dB(A). La caja de engranajes del robot ofrece altas eficiencias de más del 90% a plena carga. Esto da como resultado un comportamiento de temperatura estable y un bajo consumo de energía.

Tecnología de engranajes patentada

La característica más destacada del reductor planetario PSC es su tecnología de engranaje patentada. Reduce el juego de torsión del engranaje epicicloidal. 0,1armin y mantiene la vida útil constante en 20.000 horas de funcionamiento gracias a un mecanismo de ajuste.

La serie PSC incluye nueve tamaños de engranajes planetarios de 030 a 500 con relaciones de etapa planetaria de entre 9 y 20, relaciones de etapa de entrada de 3,4 a 15,7 y diámetros exteriores de 155 a 405 mm. La rigidez torsional es especialmente alta y se consigue, entre otras cosas, con los cuatro o cinco engranajes planetarios montados a ambos lados.

Los reductores planetarios PSC están disponibles como kits de instalación y como unidades cerradas. con y sin preamplificador de ángulo. Estas variadas cajas de cambios rotativas se pueden integrar fácilmente en el diseño del cliente. Ya se utilizan con gran éxito en robots industriales con capacidades de carga de hasta 100 kg aproximadamente.

Schaeffler expone en el Automatica 2023.

Fuentes:

1. https://asianroboticsreview.com/home214-html
2. Administración Nacional de Aeronáutica y Espacio

Información del autor
Angela Struck

Angela Struck es redactora jefe de Development Scout y periodista independiente, así como directora general de Presse Service Büro GbR en Ried.