Warum eignen sich Harmonic-Drive-Getriebe für Rundtische von CNC-Werkzeugmaschinen?

In der Werkzeugmaschinenindustrie gibt es eine einfache Methode, Getriebekomponenten zu bewerten: Entsprechen die fertigen Teile den Spezifikationen?

Mit spielfreiem Betrieb, hoher Steifigkeit und einem umfassenden Größenangebot bieten HONPINE Harmonic-Reducer eine zuverlässige Antriebslösung für Werkzeugmaschinen-Rundtische, insbesondere für Rundtische der vierten und fünften Achse an CNC-Maschinen.

Im Gegensatz zu Roboterachsen arbeiten Werkzeugmaschinen-Rundtische in der Regel mit relativ niedrigen Drehzahlen, erfordern jedoch eine äußerst hohe Positioniergenauigkeit. Zudem müssen sie möglicherweise schwere Lasten tragen und gleichzeitig ständig wechselnden Schnittkräften standhalten. Jedes Spiel im Antrieb kann sich unmittelbar in Bearbeitungsfehlern am Werkstück niederschlagen.

HONPINE bietet Harmonic-Reducer mit Außendurchmessern von 13 mm bis 246 mm und deckt damit Anwendungen von kompakten Präzisionsrundtischen bis hin zu großen Bearbeitungszentren ab.

Drei zentrale Anforderungen an Antriebskomponenten für Rundtische

Spielfreiheit

Die Positioniergenauigkeit hängt maßgeblich vom Spiel im Antriebssystem ab.

Harmonic Drives greifen gleichzeitig mit mehreren Zähnen ineinander, wodurch das Spiel äußerst gering gehalten werden kann. Standardmodelle erreichen ein Spiel von nur etwa 15 Bogensekunden. Bei Rundtischanwendungen bedeutet dies, dass zwischen der angeforderten Bewegung und der tatsächlichen Drehung nur ein sehr geringer Bewegungsverlust auftritt.

Hohe Torsionssteifigkeit

Beim Schwerzerspanen werden die Kräfte des Schneidwerkzeugs über das Werkstück auf den Rundtisch übertragen und verursachen eine Torsionsverformung.

Eine unzureichende Steifigkeit kann während der Bearbeitung zu geringfügigen Positionsänderungen des Werkstücks führen und dadurch die Oberflächengüte und Maßgenauigkeit beeinträchtigen. Harmonic-Reducer für Rundtische benötigen daher in der Regel hochsteife Kreuzrollenlager, um eine ausreichend steife Gesamtkonstruktion zu gewährleisten.

Tragfähigkeit

Die Belastung des Rundtischs hängt vom Gewicht des Werkstücks und der Vorrichtung sowie von den Schnittbedingungen ab. Das erforderliche Drehmoment kann von einigen zehn Newtonmetern bis zu mehr als 1.000 N·m reichen.

Lieferanten müssen daher ein ausreichend breites Angebot an Reducer-Größen und Drehmomentstufen bereitstellen, um den unterschiedlichen Anforderungen von Werkzeugmaschinen gerecht zu werden.

Harmonic-Reducer für Werkzeugmaschinenanwendungen

Werkzeugmaschinenanwendungen erfordern Harmonic-Reducer in einer großen Bandbreite an Größen.

Rundtische der vierten und fünften Achse kommen häufig in mittelgroßen und großen Bearbeitungszentren zum Einsatz. Je nach Maschine sind unterschiedliche Reducer-Größen und -Konfigurationen erforderlich.

Mit Außendurchmessern von 13 mm bis 246 mm decken HONPINE Harmonic-Reducer Anwendungen von kleinen Präzisionsrundtischen bis hin zu größeren Baugruppen für Bearbeitungszentren ab.

Was macht HONPINE Harmonic-Reducer für anspruchsvolle Bearbeitungsanwendungen geeignet?

Anwendungen mit hohem Drehmoment und Schwerzerspanung

Für anspruchsvolle Schnittbedingungen bietet die HONPINE-Serie mit hohem Drehmoment eine deutlich höhere Drehmomentkapazität als Standardmodelle.

In Kombination mit hochsteifen Kreuzrollenlagern eignen sich diese Reducer für Positionierantriebe bei der Bearbeitung von Präzisionsformen, Komponenten für Anlagen der neuen Energietechnik und Medizinprodukten.

Kompakte Gravier- und Fräsmaschinen

Kleine Gravier- und Fräsmaschinen, darunter Dentalfräsmaschinen, benötigen in der Regel kleinere Reducer-Größen.

Dank ihrer kompakten Abmessungen, hohen Präzision und stabilen Leistung kommen die Miniatur-Harmonic-Reducer von HONPINE in diesem spezialisierten Markt zum Einsatz.

Werkzeugmagazine und Schwenkmechanismen

Auch Werkzeugmagazine und Schwenkmechanismen erfordern eine schnelle und präzise Positionsregelung.

In Werkzeugmagazinen ermöglichen Harmonic-Reducer schnelle und präzise Werkzeugwechsel und verbessern so die Bearbeitungseffizienz sowie die Positioniergenauigkeit der Werkzeuge.

In großen Portalbearbeitungszentren sorgen topfförmige Harmonic-Reducer für eine stabile Drehmomentabgabe und hohe Steifigkeit bei Rundtischen und Schwenkmechanismen für Spindelköpfe.

Wasserstrahlschneidanlagen und Holzbearbeitungsmaschinen

Wasserstrahlmaschinen zum Schneiden von Stein und zum Profilieren von Stahlblechen sowie Gravier- und Fräsmaschinen für die Holzbearbeitung sind weitere Anwendungsbereiche für Harmonic-Reducer.

Eine einzelne Maschine kann mehrere Harmonic-Reducer verwenden, häufig in Hutbauform.

In all diesen Anwendungen lässt sich der Wert einer Antriebskomponente letztlich an einer Frage messen: Kann die Maschine durchgehend Teile fertigen, die den Spezifikationen entsprechen?

Wie tragen Genauigkeit und Lebensdauer zu einer gleichbleibenden Bearbeitungsleistung bei?

Werkzeugmaschinen sind für einen langfristigen Einsatz ausgelegt. Kunden erwarten daher, dass Rundtische im Neuzustand präzise positionieren und diese Genauigkeit auch über einen langen Betriebszeitraum hinweg beibehalten.

HONPINE Harmonic-Reducer erreichen eine Positioniergenauigkeit von ±15 Bogensekunden und haben eine Auslegungslebensdauer von 10.000 bis 15.000 Stunden.

Im Vergleich zu herkömmlichen Zahnprofilen mit doppeltem Kreisbogen bietet die δ-Zahnprofiltechnologie von HONPINE folgende Vorteile:

- Eine um 15 %–30 % höhere Tragfähigkeit.

- Eine Verringerung des Temperaturanstiegs um 8–10 °C.

- Eine Verringerung der von Zahnflankenermüdung und Grübchenbildung betroffenen Kontaktfläche um mehr als 30 %.

- Mehr als 15.000 Stunden Dauerbetrieb im Test.

Eine verbesserte Temperaturregelung ist bei Werkzeugmaschinen besonders wertvoll. Temperaturschwankungen verursachen thermische Verformungen, die die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigen können, selbst wenn die mechanische Positionierung stabil erscheint.

Das niedrige Anlaufdrehmoment von Harmonic Drives bietet auch Vorteile bei der Präzisionsbearbeitung. Bei langsamen Bewegungen mit feinem Vorschub trägt eine gleichmäßigere und besser kontrollierbare Bewegung zu einer konstanten Oberflächenqualität bei.

Warum HONPINE Harmonic-Reducer für Werkzeugmaschinen-Rundtische wählen?

Werkzeugmaschinen-Rundtische stellen hohe Anforderungen an Antriebskomponenten. Positionierfehler wirken sich unmittelbar auf das Bearbeitungsergebnis aus, während sich im Langzeitbetrieb zeigt, wie gut der Antrieb seine Leistung beibehält.

Die Eignung von HONPINE für diese Anwendungen wird durch das umfassende Größenangebot, die Produktserie mit hohem Drehmoment, die Kompatibilität mit hochsteifen Kreuzrollenlagern und eine Auslegungslebensdauer von 10.000 bis 15.000 Stunden unterstützt.

Diese Eigenschaften wurden zwar nicht ausschließlich für Werkzeugmaschinen entwickelt, zeigen jedoch, wie gut konstruierte Antriebsprodukte anspruchsvolle Anforderungen in verschiedenen Branchen erfüllen können.