Drehgelenke für Roboter: Welche Gelenkarchitektur passt zu Ihrem Roboterdesign?

Einleitung: Warum Roboter-Drehgelenke immer wichtiger werden

Roboter können sich ohne Gelenke nicht bewegen, aber die Rolle eines Robotergelenks hat sich deutlich verändert, da Robotersysteme kompakter, intelligenter und anwendungsspezifischer geworden sind.

Bei einem herkömmlichen Roboter wird ein Drehgelenk häufig aus mehreren unabhängigen Komponenten zusammengesetzt, darunter Motor, Getriebe, Encoder, Servoantrieb, Bremse und gegebenenfalls ein Drehmomentsensor. Jede Komponente erfüllt eine spezifische Funktion, während der Roboterhersteller für deren Integration zu einem kompletten Gelenk verantwortlich ist.

Dieser Ansatz ist für viele konventionelle Industrieroboter nach wie vor praktikabel. Die Anforderungen an moderne Roboter steigen jedoch stetig. Humanoide Roboter benötigen kompakte und leichte Aktuatoren. Kollaborative Roboter erfordern eine sichere und reaktionsschnelle Bewegungssteuerung. Medizinische Roboter unterliegen oft strengen Anforderungen an Größe, Präzision und Reinheit. Spezialroboterarme benötigen unter Umständen ungewöhnliche mechanische Schnittstellen, interne Kabelführung oder kundenspezifische Gelenkabmessungen.

Daher stellt sich für Roboterhersteller nicht mehr einfach die Frage, welchen Motor oder welches Getriebe sie wählen sollen.

Die wichtigere Frage lautet:

Welche Art von Robotergelenkarchitektur sollte für jede Achse des Roboters verwendet werden?

Hier gewinnen integrierte Robotergelenkmodule zunehmend an Bedeutung.

Was ist ein Drehgelenk bei einem Roboter?

Ein Drehgelenk ermöglicht es einem Roboterglied, sich relativ zu einem anderen zu drehen. Aus mechanischer Sicht klingt das einfach. In einem modernen Robotersystem muss das Gelenk jedoch oft mehrere Funktionen gleichzeitig erfüllen.

Das Gelenk muss Drehmoment erzeugen, Bewegung übertragen, präzise Positionsrückmeldung liefern, mit der Robotersteuerung kommunizieren und dynamisch auf wechselnde Lasten reagieren. Je nach Anwendung kann es auch Brems-, Drehmoment-, Temperaturüberwachungs- oder andere Sicherheitsfunktionen benötigen.

Aus diesem Grund sollte ein modernes Roboterdrehgelenk zunehmend als vollständige mechatronische Bewegungseinheit und nicht nur als Motor oder Getriebe betrachtet werden.

Diese Unterscheidung ist besonders wichtig bei der Konstruktion von Robotern mit mehreren Achsen. Jede zusätzliche Komponente, die um ein Gelenk herum installiert wird, beeinflusst den verfügbaren Platz, das Gesamtgewicht, die Verkabelung, die mechanische Struktur und die Steuerungsarchitektur des Roboters.

Das Gelenk wird somit zu einem wichtigen Bestandteil der gesamten Roboterkonstruktion und nicht zu einer isolierten Komponente.

Der traditionelle Ansatz: Aufbau eines Robotergelenks aus Einzelkomponenten

Seit vielen Jahren konstruieren Roboterhersteller Drehgelenke, indem sie einzelne Komponenten auswählen und diese intern integrieren.

Der Motor wird entsprechend der benötigten Drehzahl und dem Drehmoment ausgewählt. Anschließend wird ein Untersetzungsgetriebe auf den Motor und die erforderliche Ausgangsleistung abgestimmt. Ein Encoder dient zur Positionsrückmeldung, während der Servoantrieb üblicherweise außerhalb des Gelenks installiert wird. Je nach Anwendung können außerdem eine Bremse, ein Drehmomentsensor, zusätzliche Steckverbinder und weitere elektronische Bauteile erforderlich sein.

Diese Architektur bietet Flexibilität, da die Ingenieure jede Komponente unabhängig auswählen können.

Die Flexibilität führt jedoch auch zu zusätzlichem Entwicklungsaufwand.

Motor und Getriebe müssen optimal aufeinander abgestimmt sein. Mechanische Schnittstellen müssen ausgelegt werden. Encodersignale müssen mit dem Steuerungssystem verbunden werden. Der Antrieb muss konfiguriert und optimiert werden. Strom- und Kommunikationskabel müssen durch den Roboter geführt werden. Auch das Wärmemanagement muss berücksichtigt werden.

Da Roboterstrukturen immer kleiner und stärker integriert werden, verringert sich der für diese Komponenten verfügbare Platz.

Das Ergebnis ist ein häufiges Problem im Ingenieurwesen: Die einzelnen Komponenten erfüllen zwar alle ihre Spezifikationen, aber ihre Integration in ein kompaktes und zuverlässiges Robotergelenk gestaltet sich zunehmend schwierig.

Warum verändern integrierte Robotergelenkmodule das Roboterdesign?

Ein integriertes Robotergelenkmodul verfolgt einen anderen Ansatz.

Anstatt Motor, Getriebe, Encoder, Antrieb und andere Funktionen als völlig unabhängige Komponenten zu behandeln, können sie als Teile einer koordinierten Bewegungseinheit konzipiert werden.

Ziel ist es nicht einfach, mehrere Produkte in demselben Gehäuse unterzubringen.

Das eigentliche Ziel ist die Optimierung der mechanischen, elektrischen und steuerungstechnischen Schnittstellen zwischen diesen Funktionen.

Dadurch kann die Anzahl der benötigten externen Komponenten im Bereich des Gelenks reduziert und die Gesamtarchitektur des Roboters vereinfacht werden. Zudem wird es für Roboterhersteller einfacher, ihre mechanischen und elektrischen Schnittstellen über verschiedene Roboterplattformen hinweg zu standardisieren.

Für Unternehmen, die verschiedene Robotertypen entwickeln, kann dies besonders wertvoll sein. Unterschiedliche Roboterachsen erfordern möglicherweise unterschiedliche Drehmomentwerte, Abmessungen, Übertragungstechnologien oder Sensorkonfigurationen, wobei dennoch ein gemeinsamer Ansatz für die Entwicklung von Gelenkmodulen verwendet wird.

Dadurch entsteht eine modularere Herangehensweise an die Entwicklung von Robotern.

Ein Roboter benötigt nicht auf jeder Achse die gleiche Gelenkarchitektur.

Einer der wichtigsten Aspekte bei der Auswahl von Robotergelenkmodulen ist, dass verschiedene Achsen desselben Roboters völlig unterschiedliche Anforderungen stellen können.

Ein Schultergelenk benötigt möglicherweise ein hohes Drehmoment und eine hohe strukturelle Steifigkeit, da es mehrere nachgelagerte Gelenke stützt. Ein Ellbogengelenk erfordert unter Umständen ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Drehmoment, Geschwindigkeit, Gewicht und dynamischer Reaktion. Ein Handgelenkgelenk hingegen benötigt aufgrund seiner Position am Ende des Roboterarms möglicherweise eine geringe Massenträgheit und kompakte Abmessungen.

Bei humanoiden Robotern wird dieser Unterschied noch deutlicher. Hüft- und Kniegelenke erfordern unter Umständen ein hohes Drehmoment, während bei Handgelenks- und Handgelenken der Schwerpunkt eher auf Kompaktheit, geringem Gewicht und reaktionsschnellen Bewegungen liegt.

Das gleiche Prinzip gilt für Industrieroboter, kollaborative Roboter, medizinische Systeme, mobile Manipulatoren und Spezialroboterarme.

Daher sollte die Wahl eines Robotergelenks mit der Funktion der Achse beginnen und nicht einfach mit der Auswahl desselben Aktuators für den gesamten Roboter.

Harmonische und planetarische Gelenkmodule bieten unterschiedliche Konstruktionsoptionen

Ein integriertes Robotergelenk muss nicht auf eine bestimmte Übertragungstechnologie angewiesen sein.

Unterschiedliche Getriebearchitekturen können unterschiedliche Kombinationen von Leistungsmerkmalen bieten, weshalb sowohl harmonische als auch planetarische Gelenkmodule eine wichtige Rolle in Robotersystemen spielen.

Ein Harmonic-Joint-Modul kann eine effektive Lösung sein, wenn die Anwendung hohe Untersetzungsverhältnisse, kompakte Abmessungen, geringes Spiel und präzise Positionierung erfordert. Diese Eigenschaften machen die Harmonic-Getriebetechnik besonders attraktiv für viele Robotergelenke, bei denen der Bauraum und die Positioniergenauigkeit entscheidend sind.

Ein Planetengelenkmodul bietet einen weiteren Ansatz für Anwendungen, bei denen das erforderliche Gleichgewicht zwischen Geschwindigkeit, Drehmoment, Wirkungsgrad, Steifigkeit und Gesamtsystemkosten besser für ein Planetengetriebe geeignet ist.

Der entscheidende Punkt ist, dass Roboterhersteller nicht zuerst entscheiden müssen, welche Getriebetechnologie sie einsetzen wollen.

Ein besserer ingenieurtechnischer Ansatz besteht darin, zuerst die Anforderungen an das Gelenk zu definieren und dann die geeignete Aktuatorarchitektur auszuwählen.

Dadurch wird die Übertragungstechnik Teil der Lösung und nicht zur anfänglichen Einschränkung.

Welche Probleme kann ein integriertes Robotergelenkmodul lösen?

Der Wert eines integrierten Robotergelenkmoduls wird deutlicher, wenn man es aus der Perspektive der technischen Probleme betrachtet, die es lösen kann.

Eine zentrale Herausforderung ist die mechanische Integration. Werden mehrere Komponenten zu einem Aktor zusammengefasst, können weniger externe mechanische Schnittstellen benötigt werden. Dies vereinfacht das Gelenkgehäuse und erleichtert die Konstruktion der umgebenden Roboterstruktur.

Eine weitere Herausforderung stellt die Verkabelung dar. Moderne Roboter können Stromkabel, Encoderanschlüsse, Kommunikationsleitungen, pneumatische Schläuche und Sensorleitungen enthalten. Hohlwellengelenke und integrierte Steckverbinder bieten praktischere Verlegungsmöglichkeiten, insbesondere bei Robotern mit mehreren Drehachsen.

Eine dritte Herausforderung ist die Steuerungsintegration. Durch die Integration von Antriebselektronik und Kommunikationsschnittstellen in das Gelenk kann die externe Steuerungsarchitektur potenziell kompakter und einfacher zu standardisieren sein.

Hinzu kommt das Problem von Gewicht und Trägheit. Komponenten, die weiter vom Robotersockel entfernt sind, können die dynamische Belastung des Gesamtsystems erheblich beeinflussen. Ein leichteres integriertes Gelenk kann daher über das Gelenk selbst hinaus Vorteile bieten.

Schließlich können integrierte Module den Aufwand für wiederkehrende Entwicklungsarbeiten bei der Roboterentwicklung reduzieren. Anstatt für jede neue Roboterplattform dieselbe Kombination aus Motor, Getriebe, Encoder und Antrieb zu integrieren, können Hersteller auf einer etablierten Architektur von Gelenkmodulen aufbauen.

Warum sind leichte Robotergelenke bei Kompaktrobotern so wichtig?

Gewichtsreduzierung wird besonders wichtig, wenn der Roboter mehrere bewegliche Glieder hat.

Ein Gelenk in der Nähe des Endes eines Roboterarms trägt nicht nur sein eigenes Gewicht bei, sondern beeinflusst auch die Last, die von den Gelenken näher an der Basis wahrgenommen wird.

Dies ist besonders wichtig für humanoide Roboter und kompakte Roboterarme, bei denen das verfügbare Motordrehmoment und die Batteriekapazität begrenzt sind.

Beispielsweise kann die Verringerung der Masse eines Handgelenks die Belastungsanforderungen der Ellbogen- und Schultergelenke beeinflussen. Dasselbe Prinzip gilt für kompakte kollaborative Roboter und leichte medizinische Manipulatoren.

Deshalb sollte eine Leichtbauweise nicht allein anhand des Gewichts eines einzelnen Aktuators beurteilt werden.

Die wichtigere Frage ist, wie sich das gewählte Gelenk auf die Massenverteilung und die dynamische Leistung des gesamten Roboters auswirkt.

Die TCHL-Plattform von HONPINE wurde genau für diese Anforderung entwickelt und kombiniert eine kompakte Struktur mit integrierter Sensorik und flexiblen mechanischen Installationsmöglichkeiten für Anwendungen, bei denen Platz und Gewicht besonders eingeschränkt sind.

Wann verlagert sich die Priorität auf Drehmoment und Steifigkeit?

Leichtbauweise ist nicht immer die höchste Priorität.

Industrieroboter, Schwerlastmanipulatoren, Schweißanlagen, Palettiergeräte und andere Maschinen mit hoher Belastung erfordern unter Umständen ein wesentlich höheres Drehmoment und eine größere strukturelle Steifigkeit.

Bei diesen Anwendungen kann die Wahl eines extrem kleinen Aktuators allein zur Gewichtsreduzierung ein anderes Problem darstellen.

Das Gelenk muss in der Lage sein, die erforderliche Last aufzunehmen und gleichzeitig ausreichende Steifigkeit und Positionierungsgenauigkeit zu gewährleisten.

Die HAG-Plattform von HONPINE erfüllt diese Anforderungen durch die Bereitstellung verschiedener Gelenkgrößen und Drehmomentstufen sowie konfigurierbarer Funktionen wie Brems- und Drehmomentmessung.

HPJM-PRO bietet eine weitere integrierte Architektur für Hochleistungsanwendungen, bei denen Drehmomentdichte, präzises Feedback, dynamisches Ansprechverhalten und Antriebsintegration wichtig sind.

Das Ziel ist daher nicht, jedes Robotergelenk so klein oder so leicht wie möglich zu gestalten.

Ziel ist es, für jede einzelne Achse das richtige Gleichgewicht zwischen Drehmomentkapazität, Steifigkeit, Geschwindigkeit, Gewicht, Präzision und Systemintegration zu finden.

Drehmomentmessung verleiht dem Robotergelenk eine weitere Ebene der Intelligenz.

Manche Roboteranwendungen erfordern mehr Informationen, als Positions- und Geschwindigkeitsrückmeldung liefern können.

Wenn ein Roboter Präzisionsmontage-, Polier-, Schleif-, nachgiebige Manipulations- oder physische Interaktionsvorgänge mit Menschen durchführt, muss das Steuerungssystem möglicherweise die auf das Gelenk wirkende Kraft oder das Drehmoment verstehen.

Dadurch entsteht eine Nachfrage nach integrierter Drehmomentmessung.

Anstatt eine separate Drehmomentmessstruktur um das Robotergelenk herum anzubringen, kann ein Aktor so konstruiert werden, dass die Drehmomentmessung Teil seiner Gesamtarchitektur ist.

Das TCHL-Gelenkmodul von HONPINE ist ein Beispiel für diesen Ansatz; dabei ist ein Drehmomentsensor auf der Ausgangsseite in die Gelenkstruktur integriert.

Der Vorteil besteht nicht einfach darin, dass der Roboter einen weiteren Sensor erhält.

Der größere Vorteil besteht darin, dass die Kraftmessung Teil des Aktuators selbst wird, was die Entwicklung geschlossener Regelkreise für Kraft und Position für Anwendungen erleichtert, die eine reaktionsschnelle physikalische Interaktion erfordern.

Dies kann besonders wertvoll sein für kollaborative Roboter, medizinische Roboter, humanoide Roboter, Forschungsplattformen und andere Systeme, bei denen der Kontakt mit der Umgebung ein wichtiger Bestandteil der Aufgabe ist.

Eine flexible mechanische Installation kann für spezielle Roboterkonstruktionen von entscheidender Bedeutung sein.

Nicht jeder Roboter kann eine herkömmliche Gelenkbefestigungsstruktur verwenden.

Spezialroboterarme, medizinische Geräte, Forschungsplattformen und kundenspezifische Automatisierungssysteme können ungewöhnlichen mechanischen Einschränkungen unterliegen.

Der Aktor muss möglicherweise aus einer bestimmten Richtung eingebaut werden.

Das Kabel muss möglicherweise durch die Mitte der Verbindung geführt werden.

Das Gelenk muss gegebenenfalls direkt mit einem kundenspezifischen Roboterglied verbunden werden.

In solchen Situationen kann die mechanische Schnittstelle des Gelenks genauso wichtig werden wie seine Drehmoment- und Drehzahlvorgaben.

Ein gemeinsames Modul mit mehreren Installationskonfigurationen bietet Ingenieuren mehr Freiheit bei der Entwicklung der umgebenden Roboterstruktur.

Dies ist einer der Gründe, warum die TCHL-Plattform von HONPINE flexible Installationskonfigurationen bietet und nicht nur auf eine einzige Montageart ausgelegt ist.

Bei kundenspezifischen Robotern kann diese Art von Flexibilität den Umfang der erforderlichen mechanischen Umgestaltungen im Bereich des Aktuators reduzieren.

Wann sollte der Antrieb in das Robotergelenk integriert werden?

Ob der Antrieb in das Gelenk integriert werden sollte, hängt von der Roboterarchitektur ab.

Bei einigen Robotern bieten externe Servoantriebe ausreichende Flexibilität und sind unter Umständen vorzuziehen, da der Hersteller bereits über einen etablierten Schaltschrank und eine entsprechende elektrische Architektur verfügt.

Bei kompakten Robotern können externe Antriebe jedoch zusätzlichen Platz- und Verkabelungsaufwand verursachen.

Durch einen integrierten Antrieb kann ein Teil der Elektronik in den Aktor selbst verlagert werden, wodurch sich die Menge der um das Gelenk herum zu installierenden Ausrüstung verringert.

Dies kann für Roboter mit verteilten Architekturen, kompakten Steuerungssystemen oder begrenztem Installationsraum nützlich sein.

Die integrierten Gelenkplattformen von HONPINE bieten verschiedene Stufen der Antriebs- und Kommunikationsintegration, sodass die Aktorarchitektur entsprechend den Steuerungsanforderungen des Roboters ausgewählt werden kann, anstatt jede Anwendung zur Verwendung der gleichen Konfiguration zu zwingen.

Warum ist eine gemeinsame Modulplattform wertvoller als ein einzelnes gemeinsames Modell?

Roboterhersteller entwickeln selten nur einen einzigen Roboter für die Ewigkeit.

Ein Unternehmen könnte mit einem leichten Roboterarm beginnen und später einen größeren kollaborativen Roboter entwickeln. Ein anderes Unternehmen könnte eine humanoide Plattform mit unterschiedlichen Anforderungen an Hüfte, Knie, Schulter, Ellbogen und Handgelenk entwickeln.

Wenn für jeden neuen Roboter eine völlig neue Aktuatorarchitektur erforderlich ist, können sich Entwicklungszeit und Entwicklungsaufwand erheblich erhöhen.

Eine gemeinsame Modulplattform bietet einen weiteren Ansatz.

Der Hersteller kann verschiedene Aktuatorgrößen und -konfigurationen auswählen und dabei einen gemeinsamen Entwicklungsrahmen beibehalten.

Beispielsweise kann eine kompakte Roboterachse eine leichte Gelenkarchitektur nutzen, während eine Achse mit höherer Belastung ein größeres Gelenk mit höherer Drehmomentkapazität verwendet. Ein Gelenk, das eine physische Interaktion erfordert, kann mit einer Drehmomentmessung ausgestattet sein, während bei einer anderen Achse Geschwindigkeit und geringe Trägheit Priorität haben.

Dies ermöglicht es dem Roboterhersteller, eine Produktfamilie um eine skalierbare Gelenkarchitektur herum zu entwickeln.

Das ist ein wesentlicher Grund, warum das Konzept einer Robotergelenkmodulplattform immer wichtiger wird.

HONPINEs integrierter Ansatz für Robotergelenkmodule

HONPINE geht bei der Entwicklung von Robotergelenken von der Perspektive unterschiedlicher Roboteranforderungen aus und nicht von einer einzigen Übertragungstechnologie.

Das integrierte Gelenkportfolio des Unternehmens umfasst harmonische Gelenkmodule und planetarische Gelenkmodullösungen, die es ermöglichen, je nach Anwendung unterschiedliche Übertragungsarchitekturen in Betracht zu ziehen.

Die TCHL-Plattform konzentriert sich bei hochkompakten und leichten Roboterstrukturen auf kompakte Integration, flexible Installation und optionale Drehmomentmessung.

Für leistungsstarke Roboteranwendungen vereint HPJM-PRO Motor-, Getriebe-, Rückkopplungs- und Antriebsfunktionen in einer kompakten Gelenkarchitektur, die für anspruchsvolle Bewegungssteuerungsanforderungen ausgelegt ist.

Für Industrieroboter und Anwendungen mit höherer Belastung bietet die HAG-Plattform ein breiteres Spektrum an Drehmomentkapazitäten und konfigurierbaren Funktionen wie Bremsen und Drehmomentmessung.

HONPINE entwickelt außerdem Planetengelenkmodullösungen für Anwendungen, bei denen eine Planetengetriebearchitektur besser zu den erforderlichen Leistungs- und Systemanforderungen passt.

Ziel dieser Produktstrategie ist es nicht, dass jeder Roboter das gleiche Gelenk verwendet.

Ziel ist es, Roboterherstellern verschiedene Aktuatorarchitekturen zur Verfügung zu stellen, damit das Gelenk entsprechend den tatsächlichen Anforderungen jeder Roboterachse ausgewählt werden kann.

Integrierte Gelenkmodule können die Art und Weise verändern, wie Roboter entwickelt werden.

Die wichtigste Veränderung, die durch integrierte Robotergelenkmodule hervorgerufen wird, ist nicht einfach die Produktintegration.

Es handelt sich um eine Änderung im Entwicklungsprozess.

Bei einem traditionellen komponentenorientierten Ansatz müssen Maschinenbauingenieure, Elektrotechniker und Regelungstechniker während der gemeinsamen Entwicklung oft mehrere unabhängige Komponenten koordinieren.

Mit einem integrierten Gelenkmodul können mehr dieser Schnittstellen auf Aktuatorebene definiert werden.

Dies ermöglicht es dem Roboterhersteller, sich stärker auf die Kernfunktionen des Roboters zu konzentrieren, darunter mechanische Struktur, Bewegungsplanung, Steuerungsalgorithmen, Wahrnehmung, Software und Anwendungsentwicklung.

Für Unternehmen, die in einen neuen Robotikmarkt einsteigen, kann dies besonders wertvoll sein.

Ein Unternehmen kann über starke Kompetenzen in den Bereichen künstliche Intelligenz, maschinelles Sehen, Logistikautomatisierung, Industriesoftware oder Anwendungstechnik verfügen, ohne jedoch über umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung von Motoren, Getrieben, Encodern, Antrieben und Roboteraktuatoren von Grund auf zu verfügen.

Ein integriertes Robotergelenkmodul kann eine umfassendere Hardwaregrundlage für den Aufbau der Roboterplattform bieten.

Wie wählt man das richtige Drehgelenk für einen Roboter aus?

Das richtige Roboter-Drehgelenk sollte entsprechend den vollständigen Anforderungen der Roboterachse ausgewählt werden.

Das erste Kriterium ist üblicherweise das Ausgangsdrehmoment, aber Drehmoment allein genügt nicht.

Die erforderliche Geschwindigkeit, Beschleunigung, das zulässige Gewicht, der Einbauraum, die Positionierungsgenauigkeit, die strukturelle Steifigkeit, die Getriebearchitektur und der Betriebszyklus beeinflussen die endgültige Auswahl.

Die Steuerungsarchitektur muss ebenfalls berücksichtigt werden. Einige Roboter benötigen möglicherweise einen externen Antrieb, während andere von einem integrierten Antrieb und einer integrierten Kommunikationsschnittstelle profitieren können.

Wenn der Roboter physische Interaktionen durchführt, kann die Erfassung von Kräften oder Drehmomenten eine wichtige Voraussetzung sein. Ist das Gelenk in einer vertikalen Achse installiert, kann aus Sicherheitsgründen auch eine Bremse erforderlich sein.

Die mechanische Montage sollte ebenfalls nicht vernachlässigt werden. Die Führung der Hohlwelle, die Position des Verbindungsstücks, die Montagerichtung und der verfügbare Montageraum können die Praktikabilität einer Verbindung erheblich beeinflussen.

Aus diesem Grund ist die Auswahl eines Robotergelenks letztendlich eine ingenieurtechnische Entscheidung auf Systemebene und kein einfacher Vergleich einzelner Spezifikationen.

Die Zukunft von Drehgelenken für Roboter

Die zukünftige Entwicklung von Drehgelenken für Roboter wird sich voraussichtlich in Richtung größerer Integration, Modularität und anwendungsspezifischer Konfiguration bewegen.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass eine Getriebetechnologie alle anderen ersetzen wird.

Harmonische Getriebe werden auch weiterhin eine wichtige Rolle in Anwendungen spielen, die kompakte Abmessungen, hohe Untersetzungsverhältnisse, geringes Spiel und präzise Bewegungsabläufe erfordern.

Planetengetriebe werden dort wertvoll bleiben, wo ihre Eigenschaften eine bessere Kombination aus Geschwindigkeit, Drehmoment, Wirkungsgrad, Steifigkeit und Kosten-Nutzen-Verhältnis bieten.

Gleichzeitig werden Motoren, Encoder, Antriebe, Kommunikationsschnittstellen, Bremsen und Sensortechnologien zunehmend in komplette Plattformen auf Gelenkebene integriert.

Die Branche bewegt sich daher von der Komponentenauswahl hin zur gemeinsamen Architekturauswahl.

Dies ist eine wichtige Veränderung für Roboterhersteller.

Anstatt zu fragen, welche einzelne Komponente in einen Roboter eingebaut werden sollte, können Ingenieure damit beginnen, zu definieren, was das gesamte Gelenk leisten muss.

Fazit: Die richtige Robotergelenkarchitektur auswählen

Ein modernes Roboter-Drehgelenk ist viel mehr als ein Motor, der mit einem Getriebe verbunden ist.

Es kann sich um eine komplette Bewegungseinheit handeln, die Energieerzeugung, -übertragung, Rückkopplung, Steuerung, Sensorik, Kommunikation, Bremsung und mechanische Integration vereint.

Für einige Roboterachsen bietet ein integriertes Harmonic-Joint-Modul möglicherweise die optimale Kombination aus Präzision, Kompaktheit und Untersetzungsverhältnis.

Für andere Anwendungen bietet ein Planetengelenkmodul möglicherweise ein besseres Gleichgewicht zwischen Drehzahl, Drehmoment, Wirkungsgrad, Steifigkeit und Systemanforderungen.

Wichtig ist nicht, jeden Roboter dazu zu zwingen, die gleiche Aktuatorarchitektur zu verwenden.

Besser ist es, die passende Gelenkarchitektur für jede Achse entsprechend den tatsächlichen Anforderungen des Roboters auszuwählen.

Dies ist die Richtung, die HONPINE mit seinem Portfolio an integrierten Robotergelenkmodulen verfolgt.

Durch die Kombination von Harmonic-Joint-Modulen, Planetengelenkmodullösungen, verschiedenen Drehmomentbereichen, Sensoroptionen, Antriebskonfigurationen und mechanischen Schnittstellen kann HONPINE Roboterhersteller unterstützen, die mehr als nur einen einzelnen Motor oder ein einzelnes Getriebe suchen.

Ziel ist es, eine vollständige Robotergelenklösung bereitzustellen, die an die Struktur, das Steuerungssystem und die Anwendungsanforderungen des Roboters angepasst werden kann.

Die Zukunft von Drehgelenken für Roboter liegt nicht in der Entwicklung eines universellen Aktuators. Vielmehr geht es darum, die richtige Gelenkarchitektur für den jeweiligen Roboter auszuwählen.