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Der Konstrukteur 09/2022

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Der Konstrukteur 09/2022

ANTRIEBSTECHNIK PRODUKTE

ANTRIEBSTECHNIK PRODUKTE UND ANWENDUNGEN ROBOTERGETRIEBE IN ECHTZEIT ÜBERWACHEN Durch eine Kombination von digitalen Getriebemodellen und entsprechenden Algorithmen in der Robotersteuerung wird es in Zukunft machbar sein, den Getriebezustand permanent zu überwachen und dadurch sich ankündigende Ausfälle vorzeitig zu erkennen. Über drei Millionen Roboter halten weltweit die Produktion am Laufen, Tendenz steigend. Funktionieren sie nicht wie gewünscht oder versagen gar komplett ihren Dienst, hat das massive Auswirkungen. Produktionsausfälle, langwierige Reparaturen und hohe Kosten sind in der Regel die Folge. Um derartigen Worst-Case-Szenarien entgegenzuwirken, Jennifer Hagmeyer, Expert Marketing, Nabtesco Precision Europe GmbH, Düsseldorf rückt Condition Monitoring zunehmend in den Fokus. Mit einer permanenten Überwachung des Roboters bzw. seiner Komponenten würden Abweichungen vom normalen Betriebsverhalten früh sichtbar und entsprechende Maßnahmen könnten rechtzeitig ergriffen werden. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf den Getrieben, denn als Wandler von Drehmoment und Drehzahl 38 DER KONSTRUKTEUR 2022/09 www.derkonstrukteur.de

ANTRIEBSTECHNIK 01 Hybridisierung: Durch die Verknüpfung der Roboter-Getriebe mit ergänzenden digitalen Dienstleistungen entsteht ein echter Mehrwert für den Anwender haben sie einen entscheidenden Einfluss auf die Leistungsdaten der Kinematik. Es gilt: Jeder Roboter ist nur so gut wie seine Getriebe. DIGITALER GETRIEBE-ZWILLING MIT ALLEN RELEVANTEN EIGENSCHAFTEN Meist wird zur Zustandsüberwachung externe Sensorik genutzt. Doch diese ist teuer und aufwendig. Nabtesco, einer der Weltmarktführer im Bereich Robotergetriebe (Marktanteil: 60 %), geht einen anderen Weg. Bereits für das Projekt „genauester Roboter der Welt“ hat der Zykloidgetriebespezialist die Blackbox Getriebe geöffnet und dem international tätigen Steuerungsexperten Keba getriebespezifische Daten und Charakteristiken zur Verfügung gestellt – übrigens als erster Getriebehersteller in der Robotik. Durch die Bereitstellung von modell- und exemplarspezifischen Getriebedaten sowie die Verknüpfung mit digitalen Dienstleitungen wird es künftig möglich sein, Roboter mit einer Punkt- bzw. Bahngenauigkeit im Hundertstel-Millimeter-Bereich zu realisieren. Jetzt setzen Nabtesco und Keba ihre erfolgreiche Kooperation fort. Das Ziel: Eine digitale Nachbildung des haptischen Getriebes mit seinen relevanten Eigenschaften. „Modell- und exemplarspezifische Getriebedaten sind nicht nur für die Genauigkeit relevant, sondern auch ein wichtiger Baustein der Industrie 4.0“, so Roland Schrattbauer, Produktmanager bei Keba, und konkretisiert: „Eine Modellierung des Getriebeverhaltens kann auch in Bezug auf das Verhalten entlang des Life Cycles wesentliche Mehrwerte liefern. So ist Predictive Maintenance, also die vorausschauende Wartung mithilfe von Condition Monitoring, durch eine Kombination von digitalen Getriebemodellen und entsprechenden Algorithmen in der Robotersteuerung der nächste Schritt.“ GETRIEBEDATEN LIEFERN INDIVIDUELLE MOMENTAUFNAHME DER ROBOTERAUSLASTUNG „Jedes Getriebe verhält sich im Betrieb naturgemäß minimal anders. In den Datenblättern der Getriebehersteller sind in der Regel jedoch nur Pauschalwerte vermerkt. Was empirische Daten oder gar exemplarspezifische Parameter betrifft, hüllen sich die meisten weitestgehend in Schweigen“, erklärt Daniel Obladen, Head of Sales General Industries bei der Nabtesco Precision Europe GmbH. Für eine künftige Echtzeitüberwachung von Robotern sind modell- und exemplarspezifische Getriebedaten jedoch von zentraler Bedeutung. „Je nach Applikationsanforderungen, Einsatzdauer und Aufgabenfeld sind die Getriebe in den Robotern in der Praxis unterschiedlich großen Belastungen ausgesetzt. Auch ist die Beanspruchung der einzelnen Achsen nicht gleich stark“, so der Vertriebsleiter und macht deutlich: „Mit realen seriennummernbezogenen digitalen Getriebeeigenschaften ist eine individuelle Momentaufnahme der Roboterauslastung möglich und damit eine Betrachtung der Restlebensdauer der einzelnen Getriebe.“ DIGITALER GETRIEBE-ZWILLING UND MODERNE CONDITION-MONITORING-KONZEPTE Dabei wird mit Werten gearbeitet, die ohnehin zur Verfügung stehen. So erlaubt der Drehzahl- und Drehmomentverlauf in Kombination mit Erfahrungswerten aus über 35 Jahren Getriebeentwicklung detaillierte Rückschlüsse über den Zustand des Getriebes und damit seine Restlebensdauer. Werden die im Roboter verbauten Zykloidgetriebe durchgehend überwacht, könnte die Wartung bedarfsgerecht ausfallen. „Dank des zur Verfügung gestellten Lebensdauermonitors von Nabtesco lassen sich Anlagen- bewegen spannen heben toss-gmbh.de PNEUMATIC-BAUSTEIN www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2022/09 39