Kompaktes Harmonic-Drive-Getriebe für präzise Bewegungssysteme mit hohem Untersetzungsverhältnis, nahezu spielfreiem Betrieb, geringem Gewicht und präziser Kraftübertragung.

Die Auswahl des richtigen Roboter-Gelenkaktuators ist nicht mehr einfach eine Frage des Vergleichs von Drehmomentspezifikationen oder der separaten Auswahl von Motor und Getriebe. Da humanoide Roboter, kollaborative Roboter, industrielle Roboterarme, medizinische Roboter, mobile Manipulatoren und spezialisierte Robotersysteme immer vielfältiger werden, müssen Roboterhersteller gleichzeitig Drehmoment, Geschwindigkeit, Präzision, Steifigkeit, Gewicht, Einbauraum, Rückmeldung, Kommunikation und Sicherheit berücksichtigen. Dieser Artikel erläutert, wie Ingenieure den richtigen Harmonic-Gelenkaktuator oder Roboter-Gelenkmotor auswählen können, indem sie vom tatsächlichen Anwendungsproblem ausgehen und eine gelenkbezogene Lösung entwickeln, die zur mechanischen Struktur und zu den Steuerungsanforderungen des gesamten Roboters passt.

Die Entwicklung humanoider Roboter, kollaborativer Roboter, leichter Roboterarme, medizinischer Roboter, mobiler Manipulatoren und robotischer Sondersysteme schafft neue Herausforderungen für die Auslegung von Robotergelenken. Ingenieure müssen Drehmoment, Gewicht, Steifigkeit, Präzision, Sensorik, Kabelführung, Steuerung, Sicherheit und begrenzten Bauraum innerhalb desselben Gelenks ausbalancieren. Eine herkömmliche Motor-Getriebe-Kombination kann zwar einzelne Spezifikationen erfüllen, lässt sich jedoch dennoch nur schwer in den vollständigen Roboter integrieren. Dieser Artikel untersucht 10 häufige Herausforderungen bei Robotergelenkmodulen und technische Lösungen, die Entwicklern helfen können, leichtere, kompaktere, präzisere und anwendungsspezifische Robotersysteme zu entwickeln. Von Drehmomentdichte und integrierter Sensorik bis hin zu Kabelführung durch Hohlwellen, flexibler Montage und Steuerungsintegration liegt der Fokus darauf, wie die Gelenkarchitektur besser auf die tatsächlichen Anforderungen des Roboters abgestimmt werden kann.

Harmonic Drives werden häufig in Robotergelenken, CNC-Rotationsachsen, Halbleiterausrüstungen, medizinischen Geräten und Präzisionsautomatisierungssystemen eingesetzt. Der tatsächliche Übertragungswirkungsgrad kann jedoch nicht allein anhand der Getriebespezifikation bewertet werden. Motorauswahl, Übersetzungsverhältnis, Lastträgheit, Betriebsdrehzahl, Schmierung, thermische Bedingungen und Einschaltdauer können die Gesamtleistung des Systems beeinflussen. Dies ist besonders wichtig bei hochdynamischen Anwendungen, Anwendungen mit hoher Last und Anwendungen im Dauerbetrieb, bei denen die Maximierung des nominellen Wirkungsgrads eines Harmonic Drive nicht zwangsläufig zu einer besseren Gesamtenergieeffizienz führt. Dieser Artikel untersucht die wichtigsten Faktoren, die den Wirkungsgrad von Harmonic Drives beeinflussen, aus einer systemtechnischen Perspektive und erläutert, wie integrierte Harmonic Actuators durch die abgestimmte Auslegung von Motor, harmonischem Getriebe, Encoder und Antriebssystem zur Optimierung der Bewegungsleistung beitragen können.