RV-Getriebe für Industrieroboter: So stimmen Sie Last, Präzision und Lebensdauer auf verschiedene Anwendungen ab

Einführung

Ein RV-Getriebe ist mehr als nur ein Getriebe mit hoher Übersetzung. In Industrierobotern beeinflusst es direkt die Positioniergenauigkeit, die strukturelle Steifigkeit, die Vibrationen, das dynamische Verhalten und letztendlich die Lebensdauer des gesamten Robotergelenks. Da sich Roboteranwendungen von herkömmlichen Pick-and-Place-Operationen hin zu Schweißen, Palettieren, Bearbeiten, Montieren und anderen Prozessen mit hoher Belastung entwickeln, werden die Anforderungen an ein RV-Getriebe zunehmend anwendungsspezifisch.

Ein Getriebe, das in einem langsam laufenden Handhabungsroboter gut funktioniert, ist möglicherweise nicht die richtige Wahl für einen Bearbeitungsroboter, der kontinuierlichen externen Belastungen ausgesetzt ist. Ebenso kann ein Getriebe, das nur nach seinem Nenndrehmoment ausgewählt wurde, bei häufigen Beschleunigungen, Verzögerungen, Notstopps und wechselnden Nutzlasten möglicherweise keine ausreichende Lebensdauer aufweisen.

Deshalb sollte die Auswahl des Getriebes für Wohnmobile auf dem gesamten Betriebslastspektrum und nicht auf einem einzelnen Drehmomentwert basieren.

Für Roboterhersteller und Entwickler von Automatisierungsanlagen lautet die Schlüsselfrage nicht einfach: „Welches RV-Getriebe hat das höchste Drehmoment?“, sondern vielmehr: Wie sollte das RV-Getriebe auf das tatsächliche Bewegungsprofil, die Lastcharakteristika, die Präzisionsanforderungen, die Installationsstruktur und die erwartete Lebensdauer des Roboters abgestimmt werden?

Dieser Artikel untersucht die Rolle des RV-Getriebes in verschiedenen Roboteranwendungen, erklärt, warum die Lastspektrumanalyse für die Zuverlässigkeit des Getriebes wichtig ist, und zeigt, wie verschiedene Getriebe- und Aktortechnologien kombiniert werden können, um geeignetere Bewegungslösungen zu schaffen.

Warum werden RV-Getriebe in Industrieroboteranwendungen so häufig eingesetzt?

Industrieroboter arbeiten unter ganz anderen mechanischen Bedingungen als gewöhnliche rotierende Maschinen. Ein Robotergelenk kann einen schweren Arm wiederholt beschleunigen, abrupt stoppen, die Richtung umkehren, unter Last eine statische Position beibehalten und dann dieselbe Bewegung Tausende oder Millionen Male wiederholen.

Das Getriebe muss daher nicht nur ein hohes Untersetzungsverhältnis, sondern auch ausreichende Torsionssteifigkeit, Belastbarkeit, Positioniergenauigkeit und Ermüdungsbeständigkeit aufweisen.

Die mechanische Architektur eines RV-Getriebes eignet sich besonders für hochbelastete Robotergelenke, da der Untersetzungsmechanismus die übertragene Last auf mehrere Kontaktpunkte verteilt. Dadurch erreichen RV-Getriebe eine hohe Drehmomentkapazität und hohe Torsionssteifigkeit bei relativ kompakter Bauweise.

Aufgrund dieser Eigenschaften sind RV-Getriebe besonders wertvoll für Roboterachsen, bei denen das Gelenk erheblichen externen Belastungen standhalten und gleichzeitig eine stabile Positionierung gewährleisten muss.

Beispielsweise benötigen große Industrieroboter, die zum Schweißen, Palettieren, Materialhandling, Gießen und Bearbeiten eingesetzt werden, oft eine hohe mechanische Steifigkeit, da der Roboterarm den während des Betriebs entstehenden Reaktionskräften widerstehen muss. In diesen Anwendungen dient das Getriebe nicht nur der Reduzierung der Motordrehzahl, sondern trägt wesentlich zur strukturellen Steifigkeit des Roboters bei.

Dies ist einer der Gründe, warum RV-Getriebe auch weiterhin eine wichtige Rolle in der Schwerlast-Industrierobotik spielen, obwohl Harmonic-Getriebe, Planetengetriebe und integrierte Robotergelenkmotoren immer häufiger zum Einsatz kommen.

Unterschiedliche Roboteranwendungen erfordern unterschiedliche Anforderungen an Wohnmobilgetriebe?

Es gibt keine universelle RV-Getriebespezifikation, die für jeden Industrieroboter optimal ist. Die richtige Konfiguration hängt stark von der jeweiligen Einsatzart des Roboters ab.

Bei Anwendungen mit hohen Nutzlasten im Materialumschlag und der Palettierung ist die wichtigste Anforderung in der Regel die Fähigkeit, großen und sich ständig ändernden Lasten standzuhalten. Der Roboter kann eine schwere Nutzlast transportieren, während der Arm selbst ein erhebliches Drehmoment auf das Gelenk ausübt. Häufiges Beschleunigen und Abbremsen kann das vom Getriebe wirkende Momentandrehmoment zusätzlich erhöhen.

Bei diesen Anwendungen kann die Auswahl eines RV-Getriebes allein anhand der nominellen Nutzlast des Roboters zu einer unzureichenden Sicherheitsmarge führen. Das tatsächliche Gelenkdrehmoment sollte unter Berücksichtigung von Nutzlast, Armgeometrie, Beschleunigung, Verzögerung, Roboterhaltung und externen Kräften berechnet werden.

Schweißroboter stellen andere Anforderungen. Obwohl die Nutzlast im Vergleich zu Palettierrobotern relativ gering sein kann, führt der Roboter häufig sich wiederholende Bahnen mit schnellen Richtungswechseln aus. Positionierstabilität und Wiederholgenauigkeit sind daher besonders wichtig, da sich kleine mechanische Fehler am Endeffektor summieren können.

Bearbeitungs- und Schneidanwendungen stellen noch höhere Anforderungen an die Getriebesteifigkeit. Äußere Schnittkräfte werden über die Roboterstruktur übertragen und erreichen schließlich das Gelenkgetriebe. Unter diesen Bedingungen kann eine unzureichende Torsions- oder Kippsteifigkeit zu Positionsabweichungen, Vibrationen und einer Verschlechterung der Bearbeitungsqualität führen.

Bei Montage- und Präzisionshandhabungsanwendungen ist die Belastung zwar geringer, die Positioniergenauigkeit jedoch umso wichtiger. Ingenieure müssen daher für jede Achse abwägen, ob ein RV-Getriebe, ein Harmonic-Reducer oder ein integrierter Robotergelenkmotor besser geeignet ist.

Dieser anwendungsbasierte Ansatz ist sinnvoller als der bloße Vergleich von Reducer-Katalogen.

Die Auswahl des richtigen Wohnmobilgetriebes sollte mit dem realen Lastspektrum beginnen.

Einer der häufigsten Fehler bei der Getriebeauswahl ist die ausschließliche Verwendung des maximalen oder Nenndrehmoments als Auslegungsparameter.

Ein Roboter arbeitet nicht kontinuierlich mit einem konstanten Drehmoment. Während eines typischen Arbeitszyklus kann das Gelenk Bewegungen mit geringer Last, Beschleunigung, Betrieb mit konstanter Geschwindigkeit, Verzögerung, Richtungsumkehr, statische Haltephasen und gelegentlich hohe Lasten oder Stöße erfahren.

Folglich erfährt das Getriebe ein Lastspektrum und nicht nur einen einzelnen Lastpunkt.

Bei der praktischen Bewertung eines RV-Getriebes sollte daher das Verhältnis zwischen Drehmomentamplitude, mittlerem Drehmoment, Betriebsfrequenz, Drehzahl, Tastverhältnis und Anzahl der Wiederholungen über die erwartete Lebensdauer berücksichtigt werden.

Ein Industrieroboter, der beispielsweise für 6.000 Betriebsstunden ausgelegt ist, kann im Laufe seiner Lebensdauer Millionen von Lastzyklen durchlaufen. Ein Kurzzeittest unter Nenndrehmoment kann diesen Betriebsbedingungen nicht vollständig gerecht werden.

Die technische Herausforderung besteht darin, begrenzte reale oder simulierte Betriebsdaten in ein repräsentatives Lebensdauerlastspektrum umzuwandeln und dieses Spektrum dann für die Getriebeermüdungsanalyse und beschleunigte Lebensdauertests zu verwenden.

Dieser Ansatz hilft Ingenieuren, zwei gegensätzliche Probleme zu vermeiden: übermäßige Konstruktionsmargen, die Kosten und Gewicht erhöhen, und unzureichende Margen, die zu vorzeitigem Getriebeausfall führen.

Warum das Lastspektrum über die gesamte Lebensdauer für die Zuverlässigkeit von Wohnmobilgetrieben wichtig ist?

Die tatsächlichen Belastungsmessungen des Roboters werden oft über mehrere Stunden oder mehrere Arbeitszyklen hinweg erfasst, während die angestrebte Lebensdauer des Getriebes mehrere tausend Stunden betragen kann.

Die Diskrepanz zwischen Messzeitpunkt und Auslegungslebensdauer ist der Punkt, an dem die Lebensdauer-Lastspektrumanalyse an Bedeutung gewinnt.

Der Prozess beginnt im Allgemeinen mit gemessenen oder simulierten Drehmoment-Zeit-Daten. Die Daten können anschließend bereinigt, nach verschiedenen Betriebsbedingungen segmentiert, statistisch analysiert und in ein repräsentatives Lastspektrum umgewandelt werden.

Die Rainflow-Zählung kann zur Identifizierung von Drehmomentzyklen mit unterschiedlichen Amplituden und Mittelwerten eingesetzt werden. Statistische Verteilungsmethoden helfen anschließend bei der Abschätzung der Häufigkeit verschiedener Lastniveaus, während die Extremwertanalyse zur Bewertung selten auftretender, aber potenziell schädlicher Hochlastereignisse dient.

Das resultierende Spektrum kann anschließend in ein Testprogramm für ein RV-Getriebe umgewandelt werden.

Dies ist besonders wichtig für Industrieroboter, da seltene Hochlastereignisse einen unverhältnismäßig großen Einfluss auf die Materialermüdung haben können. Notstopps, Kollisionsbehebung, schnelle Beschleunigung, Betrieb mit hoher Nutzlast und extreme Roboterpositionen treten zwar selten auf, dürfen aber bei der Bewertung der Lebensdauerzuverlässigkeit nicht außer Acht gelassen werden.

Für Getriebehersteller und Roboter-OEMs geht es daher nicht nur darum, nachzuweisen, dass ein RV-Getriebe einen Dauerlasttest besteht. Entscheidender ist vielmehr, ob der Test die wesentlichen Merkmale des tatsächlichen Betriebslastspektrums des Getriebes widerspiegelt.

Hohe Steifigkeit ist einer der Hauptvorteile von RV-Getrieben in Schwerlastrobotern.

Bei schweren Industrierobotern ist die mechanische Steifigkeit oft genauso wichtig wie die Drehmomentkapazität.

Wenn sich ein Roboterarm unter einer großen Nutzlast bewegt, wirkt auf die Abtriebswelle des Getriebes nicht nur ein Drehmoment, sondern auch Radialkräfte, Axialkräfte und Kippmomente. Jede elastische Verformung innerhalb des Getriebes und der mechanischen Struktur kann die Position des Endeffektors beeinflussen.

Dies wird besonders deutlich bei Anwendungen wie der Bearbeitung, dem Schleifen, dem Polieren, dem Schweißen und der Montage von Bauteilen mit hoher Nutzlast.

Die hohe Steifigkeit der RV-Getriebearchitektur prädestiniert sie für diese Einsatzbedingungen. Ein optimal ausgewähltes RV-Getriebe bietet die notwendige mechanische Unterstützung für hochbelastete Robotergelenke und gewährleistet gleichzeitig einen stabilen Getriebelauf bei wiederholten dynamischen Bewegungen.

Die Steifigkeit des Getriebes sollte jedoch nicht unabhängig von der Roboterstruktur bewertet werden. Die tatsächliche Gelenksteifigkeit hängt von der gesamten mechanischen Kette ab, einschließlich Getriebe, Lager, Gehäuse, Motoranschluss, Armstruktur und Montagefläche.

Daher sollten bei der Konstruktion eines Hochleistungsroboters die Auswahl des RV-Getriebes und die Roboterstruktur als ein mechanisches System und nicht als zwei unabhängige Komponenten betrachtet werden.

Wohnmobilgetriebe vs. Harmonic-Reducer: Unterschiedliche Probleme erfordern unterschiedliche Lösungen

Die RV-Getriebetechnologie ist besonders attraktiv für Roboterachsen mit hoher Belastung und hoher Steifigkeit, aber sie ist nicht unbedingt die beste Lösung für jedes Gelenk.

Ein Harmonic-Drive-Getriebe zeichnet sich durch eine andere mechanische Bauweise aus und bietet Vorteile hinsichtlich Kompaktheit, Gewicht, hohem Untersetzungsverhältnis und Präzision. Dadurch ist die Harmonic-Drive-Technologie besonders attraktiv für Robotergelenke, bei denen die Reduzierung von Masse und Trägheitsmoment entscheidend ist.

Beispielsweise könnten Handgelenk, Unterarm, Kopf oder andere relativ kompakte Robotergelenke von der geringeren Größe und dem niedrigeren Gewicht eines harmonischen Getriebes profitieren.

Ein Getriebe für Wohnmobile hingegen kann besser geeignet sein, wenn die Verbindung hohen äußeren Belastungen standhalten und eine hohe strukturelle Steifigkeit gewährleisten muss.

Diese Unterscheidung gewinnt zunehmend an Bedeutung, da Roboterhersteller Roboter mit unterschiedlichen Gelenkarchitekturen entwickeln. Anstatt für den gesamten Roboter dieselbe Getriebetechnologie zu verwenden, können Ingenieure je nach den Anforderungen der einzelnen Achsen unterschiedliche Getriebetechnologien auswählen.

Für hochbelastete Industrieroboterachsen bietet ein RV-Getriebe möglicherweise die erforderliche Steifigkeit und Tragfähigkeit. Für kompakte Präzisionsgelenke kann ein Harmonic-Reducer oder ein Harmonic-Robotergelenkmotor ein besseres Verhältnis zwischen Gewicht, Drehmomentdichte und Integration bieten.

Vom Wohnmobilgetriebe zum integrierten Robotergelenkmotor: Die Designphilosophie wandelt sich

Bei herkömmlichen Robotergelenkkonstruktionen werden Motor, Getriebe, Encoder, Bremse und Antriebssystem oft getrennt voneinander angeordnet. Diese Architektur bietet Ingenieuren zwar beträchtliche Flexibilität, erhöht aber auch die Anzahl der Komponenten, Schnittstellen, Kabel und Montageprozesse.

Die Entwicklung integrierter Robotergelenkmotoren verändert diesen Ansatz.

Anstatt Motor und Getriebe unabhängig voneinander auszuwählen und anschließend zusätzliche Rückkopplungs- und Antriebselektronik zu integrieren, kombiniert ein integriertes Gelenkmodul mehrere Funktionen zu einer standardisierten mechanischen und elektrischen Einheit.

Für Roboterhersteller kann dies die Entwicklungskomplexität verringern und die Integrationszeit verkürzen.

Dieser Unterschied ist besonders wichtig für Unternehmen, die kundenspezifische Roboter, leichte Manipulatoren, Medizinroboter, Forschungsplattformen und neue Roboterarchitekturen entwickeln. Diese Anwendungen verfügen oft über begrenzte Entwicklungsressourcen und können es sich nicht leisten, die gesamte Gelenkarchitektur von Grund auf neu zu entwickeln.

Die integrierten Gelenklösungen von HONPINE sind genau auf diese Anforderung zugeschnitten. Je nach Anwendung können Ingenieure Harmonic-Joint-Module mit verschiedenen Kombinationen aus Motor-, Getriebe-, Encoder-, Antriebs-, Brems-, Drehmomentsensor- und Kommunikationsfunktionen evaluieren.

Dies bietet eine Alternative, wenn eine herkömmliche Architektur aus RV-Getriebe und Servomotor für den Zielroboter zu groß, zu schwer oder zu kompliziert wird.

Warum benötigen Anwendungen für Leichtbauroboter möglicherweise eine andere Gelenkarchitektur?

Das Gewicht gewinnt zunehmend an Bedeutung, da Roboter kleiner, mobiler und stärker auf den Menschen ausgerichtet werden.

Durch die Verringerung der Masse eines Gelenks wird nicht nur das Gewicht dieses Gelenks selbst reduziert. Auch die Belastung der vorgelagerten Gelenke kann verringert werden.

Dies erzeugt einen Kaskadeneffekt im Roboterdesign.

Beispielsweise kann die Gewichtsreduzierung eines Handgelenks die erforderliche Traglast des Ellbogengelenks verringern. Eine geringere Masse des Ellbogengelenks kann wiederum das benötigte Drehmoment des Schultergelenks reduzieren. Folglich kann eine leichte Gelenkkonstruktion die Dimensionierung des gesamten Roboterarms beeinflussen.

Dies ist einer der Gründe, warum der einfache Austausch jedes Robotergelenks durch ein großes Wohnmobilgetriebe nicht immer eine effiziente Lösung darstellt.

Für leichte oder kompakte Roboter bietet ein integrierter Harmonic-Robotergelenkmotor die Möglichkeit, eine hohe Drehmomentdichte mit einer kompakteren mechanischen Bauweise zu kombinieren. Die TCHL-Serie von HONPINE beispielsweise ist auf Anwendungen ausgerichtet, bei denen Gelenkvolumen und -gewicht stark eingeschränkt sind, gleichzeitig aber auch Kraftrückkopplung und integrierte Verkabelung wichtig sind.

Die Fähigkeit zur Erfassung des Ausgangsdrehmoments ist besonders wertvoll, wenn der Roboter eine Kraftregelung und nicht nur eine Positionsregelung benötigt.

Drehmomentmessung verleiht Robotergelenken eine weitere Ebene der Intelligenz.

Herkömmliche Robotergelenke konzentrieren sich primär auf die Rückmeldung von Position und Geschwindigkeit. Viele neue Roboteranwendungen erfordern jedoch, dass der Roboter die auf die Umgebung wirkende Kraft erfasst.

Dies ist wichtig für kollaborative Roboter, medizinische Roboter, kraftgesteuerte Montage, Polieren, Oberflächeninspektion und viele neue Anwendungen der verkörperten Intelligenz.

Ein integrierter Drehmomentsensor ermöglicht es der Steuerung, Informationen über den tatsächlichen Lastzustand des Gelenks zu erhalten. In Kombination mit Positionsrückmeldung kann der Roboter komplexere Kraft-Positions-Regelungsstrategien implementieren.

Dadurch wandelt sich die Rolle des Gelenks von einer einfachen Bewegungsübertragungskomponente zu einer Sensor- und Aktorplattform.

Das TCHL-Harmonikgelenkmodul von HONPINE integriert den Drehmomentsensor in die Gelenkarchitektur und schließt gleichzeitig Kabel und Steckverbinder ein. Dieser Ansatz ist besonders vorteilhaft, wenn Ingenieure eine Kraftrückmeldung hinzufügen müssen, ohne die äußeren Abmessungen des Gelenks wesentlich zu vergrößern.

Für Roboterhersteller kann dies einen Teil der mechanischen und elektrischen Integrationsarbeiten überflüssig machen, die normalerweise bei der Installation eines externen Drehmomentsensors erforderlich sind.

Doppelte Encoder können die Genauigkeit der Gelenkrückmeldung von Robotern verbessern.

Die Encoderarchitektur ist ein weiterer wichtiger Faktor beim Vergleich von herkömmlichen, auf Getrieben basierenden Gelenken mit integrierten Robotergelenkmotoren.

Ein einzelner, motorseitig angebrachter Encoder misst primär die Motordrehung. Die Steuerung schätzt anschließend die Ausgangsposition anhand des Übersetzungsverhältnisses.

Die tatsächliche Ausgangsposition kann jedoch durch Übertragungselastizität, Torsionsverformung, Montagefehler und andere mechanische Faktoren beeinflusst werden.

Eine Dual-Encoder-Konfiguration liefert Rückmeldungen sowohl auf der Motor- als auch auf der Ausgangsseite. Der motorseitige Encoder ermöglicht die Rückmeldung der Rotorposition bei hohen Geschwindigkeiten, während der ausgangsseitige Encoder die tatsächliche Gelenkposition direkt misst.

Die Differenz zwischen diesen beiden Signalen liefert zusätzliche Informationen über den Zustand der mechanischen Kraftübertragung.

Für hochpräzise Roboteranwendungen kann diese Architektur dazu beitragen, die Positionsregelung zu verbessern und Übertragungsfehler auszugleichen.

Es ist außerdem wichtig, ein häufiges Missverständnis in der Branche auszuräumen: Ein Harmonic-Reduziergetriebe sollte nicht einfach als spielfrei bezeichnet werden. In der praktischen Entwicklung werden Harmonic-Reduziergetriebe für extrem geringes Spiel ausgelegt, das unter bestimmten Bedingungen oft gegen Null tendiert. Das tatsächliche Getriebeverhalten kann jedoch weiterhin durch elastische Verformung, Fertigungstoleranzen, Vorspannung, Lastrichtung, Temperatur und Betriebsbedingungen beeinflusst werden.

Daher beschreibt die bloße Werbung mit „Null-Spiel“ das Positionierungsverhalten eines realen Robotergelenks nicht vollständig.

Eine aussagekräftigere ingenieurtechnische Frage ist, wie genau das gesamte Gelenk die Ausgangsposition unter realen Lastbedingungen messen und steuern kann.

Hier erweisen sich Dual-Encoder und ausgangsseitiges Feedback als wertvoll.

Wie wählt man zwischen einem Wohnmobilgetriebe und einem integrierten Robotergelenkmotor?

Die richtige Wahl hängt von der Architektur und den Prioritäten des Roboters ab.

Für einen großen Industrieroboter, der erhebliche Nutzlasten transportiert, insbesondere beim Schweißen, Palettieren, Bearbeiten, Gießen oder Materialtransport, kann die hohe Steifigkeit und Belastbarkeit eines RV-Getriebes es zu einer geeigneten Getriebelösung machen.

Für einen kompakten Roboterarm, bei dem Gewicht, Installationsraum, Verkabelung und Integrationszeit wichtige Einschränkungen darstellen, kann ein integrierter Robotergelenkmotor eine effizientere Lösung bieten.

Für Anwendungen, die eine Kraftinteraktion erfordern, wie z. B. kollaborative Manipulation, medizinische Robotik, Polieren oder fortgeschrittene Montage, kann ein integriertes Gelenk mit einem Ausgangsdrehmomentsensor besser geeignet sein als eine herkömmliche Motor-Getriebe-Kombination.

Bei Anwendungen, die eine hochpräzise Ausgangspositionierung erfordern, kann eine Dual-Encoder-Architektur ein Feedback liefern, das näher am tatsächlichen mechanischen Ausgang liegt.

Entscheidend ist, dass es kein universell überlegenes Getriebe oder Gelenkmodul gibt. Die beste Lösung ist diejenige, die den mechanischen und steuerungstechnischen Anforderungen des jeweiligen Roboters entspricht.

HONPINE bietet vielfältige Gelenk- und Getriebelösungen für unterschiedliche Roboterarchitekturen.

Da die Roboterarchitekturen immer vielfältiger werden, kann eine einzige Übertragungstechnologie nicht mehr alle Anwendungen effizient abdecken.

HONPINE entwickelt vielfältige Lösungen zur Bewegungssteuerung, darunter RV-Getriebe, Harmonic-Reduziergetriebe, Planetengetriebe, Harmonic-Robotergelenkmotoren, integrierte Harmonic-Joint-Module und Planetengelenkmodule.

Dadurch können Roboterhersteller die Getriebearchitektur nach den tatsächlichen Anforderungen jeder einzelnen Roboterachse ausrichten, anstatt alle Gelenke zur Verwendung der gleichen Technologie zu zwingen.

Für industrielle Roboteranwendungen mit hohen Belastungen kann ein RV-Getriebe die für anspruchsvolle Betriebsbedingungen erforderliche mechanische Steifigkeit und Belastbarkeit bieten.

Bei kompakten Präzisionsverbindungen bietet die Harmonic Transmission eine Kombination aus hohem Untersetzungsverhältnis, kompakten Abmessungen, geringem Spiel und hoher Drehmomentdichte.

Für Anwendungen, bei denen die Integration eine größere Rolle spielt, kann ein integrierter Robotergelenkmotor die Motor-, Getriebe-, Encoder- und Antriebsfunktionen in einer kompakteren Lösung vereinen.

Für Anwendungen, die eine Kraftinteraktion und eine fortschrittliche Steuerung erfordern, kann ein Gelenkmodul mit integrierter Drehmomentmessung die Komplexität der Systemintegration weiter reduzieren.

HONPINE kann daher verschiedene Phasen der Roboterentwicklung unterstützen, von konventionellen, auf Getrieben basierenden Roboterarchitekturen bis hin zu hochintegrierten Robotergelenken der nächsten Generation.

Die Zukunft der Robotergelenkkonstruktion dreht sich nicht um einen "besten" Reduziermechanismus

Die Entwicklung der Robotik führt zu immer anderen Anforderungen an Gelenkgetriebe.

Schwere Industrieroboter zeichnen sich durch hohe Tragfähigkeit und Steifigkeit aus. Leichte kollaborative Roboter hingegen priorisieren Masse und dynamisches Verhalten. Medizinische Roboter benötigen Kompaktheit, Präzision und Sicherheit. Humanoide Roboter erfordern hohe Drehmomentdichte, geringe Trägheit, integrierte Sensorik und effiziente Energienutzung. Kundenspezifische Automatisierungsanlagen können ungewöhnliche Montagekonstruktionen, spezielle Kommunikationsschnittstellen oder spezifische Anpassungen an die Umgebungsbedingungen erfordern.

Diese Anforderungen können nicht immer von einer einzigen Übertragungsarchitektur erfüllt werden.

Der praxisorientiertere Ansatz besteht darin, ein Portfolio an Robotergelenklösungen aufzubauen und die jeweils geeignete Architektur entsprechend den mechanischen Anforderungen der einzelnen Gelenke auszuwählen.

RV-Getriebe bleiben eine wichtige Lösung für Roboteranwendungen mit hohen Belastungen und hoher Steifigkeit. Harmonische Getriebe sind nach wie vor sehr attraktiv für kompakte Präzisionsgelenke. Integrierte Robotergelenkmotoren gehen den nächsten Schritt, indem sie Getriebe-, Motor-, Sensor-, Rückkopplungs- und Steuerungsfunktionen in einer umfassenderen Gelenkeinheit vereinen.

Für Roboterhersteller bedeutet dies, dass sich die Frage allmählich von „Welches Getriebe sollen wir kaufen?“ zu „Welche Gelenkarchitektur erfüllt die Anforderungen dieses Roboters am besten?“ verschiebt.

Dieser Wandel ist besonders wichtig für Unternehmen, die neue Roboterplattformen entwickeln.

Fazit: Wählen Sie die komplette Gelenklösung, nicht nur das Getriebe.

Ein RV-Getriebe sollte entsprechend den tatsächlichen Arbeitsbedingungen des Roboters bewertet werden, einschließlich Nutzlast, Gelenkmoment, Geschwindigkeit, Beschleunigung, externen Kräften, Arbeitszyklus, Positionierungsanforderungen, struktureller Steifigkeit und erwarteter Lebensdauer.

Für Industrieroboter mit hohen Belastungen bieten RV-Getriebe die erforderliche Steifigkeit und Belastbarkeit für anspruchsvolle Anwendungen. Für leichte und kompakte Robotersysteme ermöglichen Harmonic Transmissions und integrierte Robotergelenkmotoren ein besseres Verhältnis von Drehmomentdichte, Gewicht, Präzision und Integration.

Wenn Ausgangsrückmeldung, Kraftmessung, integrierte Kommunikation, Bremsung und Antriebselektronik wichtig werden, kann ein integriertes Gelenkmodul Probleme lösen, die nicht einfach durch die Wahl eines anderen Getriebes behoben werden können.

Aus diesem Grund konzentriert sich HONPINE nicht auf eine einzige Getriebearchitektur. Durch die Kombination von RV-Getrieben, Harmonic-Reduziergetrieben, Planetengetrieben, Harmonic-Joint-Modulen und Planetengelenkmodulen kann HONPINE Roboterherstellern helfen, die komplette Getriebe- und Gelenkarchitektur entsprechend ihren konkreten Anwendungsanforderungen zu bewerten.

Ziel ist es nicht, das leistungsstärkste Getriebe auszuwählen. Ziel ist es, die optimale Gelenklösung zu finden, die die Gesamtleistung des Roboters verbessert.