Getriebe Robotik-Ideen einfach umsetzen

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Mit dem Getriebebaukasten von Igus lassen sich innovative Cobot-Ideen einfach und zugleich kostengünstig realisieren. Das soll Unternehmen den Einstieg in die Robotik erleichtern.

In der Fabrik, auf dem Feld, in der Pflege oder in Restaurants: Kollaborative Leichtbauroboter können dabei helfen, monotone Aufgaben zu automatisieren – und finden daher immer mehr ihren Platz im Alltag. Während Roboter in großen Fabriken längst nicht mehr wegzudenken sind, wagen nun auch immer mehr kleine und mittelständische Unternehmen den Schritt in die Automatisierung. Doch die Einstiegspreise klassischer Industrieroboter können oftmals das komplette Entwicklungsbudget sprengen und es wäre zusätzliches Personal nötig, das sich um die Programmierung des Roboters kümmert. Kostenpunkte, die viele Unternehmen nicht stemmen können.

Kostengünstig, einfach und trotzdem qualitativ hochwertig muss also die Lösung sein. Diese Herausforderung greift Igus auf: Das Kölner Unternehmen verfolgt das Ziel, die Automatisierung für jede Unternehmensgröße realisierbar zu machen und einen schnellen Return on Invest zu ermöglichen.

Automatisieren nach Baukastenprinzip

Um herauszufinden, welche Robotiklösung am besten für die individuelle Anwendung geeignet ist, gibt es im Vorfeld einige Fragen zu klären: Wie schwer ist zum Beispiel das zu bewegende Teil in einer Pick-and-place-Anwendung? Und wie präzise oder schnell muss die Bewegung sein? Denn nicht alle Anwendungen erfordern extreme Genauigkeit und hohe Geschwindigkeiten. Und genau das spart am Ende Geld.

Eine besonders wichtige Rolle spielen die Getriebe, denn sie sind das Herzstück eines modernen Roboters. Seit 2021 ergänzt ein neuer Getriebebaukasten für Cobots mit Wellgetrieben in den Größen 80 und 105 das Angebot im Bereich der Low Cost Automation – von Getrieben über verschiedene Roboterkinematiken bis hin zur Steuerung. Der neue Getriebebaukasten dient als Plug-and-play-Lösung, die dabei hilft, spannende Cobot-Ideen schnell in die Tat umzusetzen, ganz ohne sich Gedanken zur Leistungselektronik machen zu müssen.

Vollintegriertes Wellgetriebe

Im Zentrum steht dabei das vollintegrierte, tribologisch – sprich auf Verschleiß und Reibung – optimierte Wellgetriebe mit Motor, Absolutwert-Encoder, Leistungselektronik und Controller. Zum Einsatz kommen Tribo-Wellgenerator und -Flexring mit Außenverzahnung sowie ein Außenläufer Brushless-DC-Motor. Anwender können mit mehreren Getrieben einen eigenen Roboter bauen oder das Wellgetriebe beispielsweise in der letzten Achse von Gelenkarm-, Portal- und Delta-Robotern vor verschiedenen Greifersystemen integrieren. Mittels Absolutwert-Encoder-Technologie lassen sich Kräfte wie auch Momente über den Motorstrom ermitteln und sicher begrenzen. Dafür setzt Igus auf einen Doppelencoder, bei dem eine Messung vor und hinter dem Gelenk erfolgt, um Kräfte und Drehmomente zu erkennen und darauf reagieren zu können. Herausforderungen wie Platzbedarf, Gewicht und Übersetzung prädestinieren das Wellgetriebe für den Einsatz in Robotergelenken.

Leicht und wartungsfrei

Aufgrund der Hochleistungskunststoffe ist das vollintegrierte Getriebe 25 Prozent leichter als herkömmliche Wellgetriebe. Auf Basis der Getriebe und eigener Verbindungselemente lässt sich ein individueller Roboter konstruieren. Die Einzelgetriebe lassen sich leicht und schnell in verschiedenen Kinematiken verwenden. Dank zusätzlicher elektronischer Komponenten ist auch eine Mensch-Roboter-Kollaboration möglich.

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Auch bei der Antriebstechnik setzt Igus auf sein Know-how in Sachen „Kunststoffe für die Bewegung“ und hat mit dem vollintegrierten Tribo-Wellgetriebe das weltweit erste industrietaugliche Cobot-Getriebe aus Kunststoff entwickelt. Der Einsatz von Kunststoffen ermöglicht eine kostengünstige Herstellung sowie eine äußerst kompakte und leichte Bauweise. Ein geringes Gewicht ist beim Einsatz in Cobots ein Vorteil, denn kleinere Massen bedeuten auch kleinere Kräfte bei Kollisionen. Das Wellgetriebe mit Motor und Leistungselektronik bringt nur 330 g (Größe 80) bzw. 900 g (Größe 105) auf die Waage. Leichte Roboter lassen sich zudem einfacher transportieren und zum Beispiel effizienter auf fahrerlose Transportsysteme oder siebte Roboterachsen einsetzen.

In allen Getrieben setzt das Unternehmen auf Hochleistungspolymere, die seit über 30 Jahren von Igus in der Gleitlagertechnik eingesetzt werden. Reibung und Verschleiß lassen sich durch schmier- und wartungsfreie Tribo-Polymere optimieren. Das macht die Komponenten besonders leichtgängig, wartungsarm und langlebig. Der Einstiegspreis von rund 442 Euro und der geringe Wartungsbedarf ermöglichen es, den Roboter auch dort einzusetzen, wo der Einsatz bisher nicht lohnte.

Eigenen Serviceroboter im Programm

Auch im Igus-Serviceroboter Rebel (Schreibweise des Unternehmens: ReBeL) kommen die vollintegrierten Wellgetriebe aus Kunststoff zum Einsatz. Mit rund 8 kg ist der Rebel der leichteste Serviceroboter mit Cobot-Funktion in seiner Klasse und ist qualifiziert für viele Aufgaben – ob auf einem fahrerlosen Transportsystem, als montierte Version auf Drohnen oder als Barkeeper. Erhältlich ist er in zwei Varianten: als Open Source- Version ohne Robotersteuerung, Netzteil und Software für 3.900 Euro oder als vollausgestattete Plug-and-play-Variante für 4.970 Euro.

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