Zwei bis fünf Tonnen - so viel wiegt ein ausgewachsener Elefant. Dieses Gewicht muss ein Schwerlasttisch nicht nur halten, sondern auch positionieren können. Doch welcher Getriebekopf hält diesen Lasten stand?

Panasonic, in Europa als Elektronikhersteller bekannt, stellt seit vielen Jahren auch Roboter her, und zwar vorrangig Schweißroboter. Neu im Produktprogramm des Unternehmens sind jetzt solche mit Schwerlast-Dreh-/Kipptischen. Während die Standard-Positionierer für Schweißanlagen bis zu einer Tonne tragen, benötigen die neuen Schwerlast-Ausführungen höhere Tragkräfte: Diese müssen je nach Ausführung eine Traglast von zwei, drei oder auch fünf Tonnen bewerkstelligen. Für die Neuentwicklung der Maschinen war neben der Traglastvorgabe der Einsatz von Panasonic-Servomotoren eine feste Vorgabe. Dem Bereichsleiter Sergio Maeda kam die Aufgabe zu, den passenden Getriebekopf zu finden. Nach eingehender Recherche und Beratung traf er die Entscheidung: Die Getriebeköpfe der RD-C-Serie von Nabtesco sollten es sein.

Anforderungen an den Wunsch-Getriebekopf
Die Getriebeköpfe treiben die horizontalen Drehachsen der Schweißtische an. So erreichen sie alle auf dieser Achse liegenden Schweißpunkte millimetergenau, ohne das Werkstück aus- und wieder einspannen zu müssen. Zudem erfolgt die horizontale Drehung und Kippneigung über die Getriebeköpfe. Das Lastenheft forderte eine Reihe von Merkmalen, die von dem Getriebekopf zu erfüllen waren:
Der Getriebekopf sollte über eine Hohlwelle zum Durchführen von Kabeln verfügen.
Die Lager müssen hohen Stoßbelastungen beim Be-/Entladen von Bauteilen standhalten.
Der Panasonic-Servomotor sollte direkt adaptiert werden können.
Die Steifheit und Präzision mussten eine Positioniergenauigkeit von ±0,05 mm bei r = 250 mm zulassen.
Der Positionierer sollte möglichst einfach konstruiert sein.
Das Preis-Qualitäts-Verhältnis musste stimmen.

Da die bisherigen Positionierer von Panasonic ebenfalls mit Getrieben von Nabtesco ausgestattet und die Erfahrungen damit positiv in Bezug auf Präzision und Langlebigkeit waren, lag die Entscheidung nah, auch für die großen Positionierer Getriebeköpfe des Antriebsspezialisten einzusetzen. „Die unkomplizierte Zusammenarbeit mit Nabtesco brachte in kurzer Zeit die richtigen Informationen und das passende Produkt, die Getriebeköpfe der RD-C-Serie", erläutert Sergio Maeda.

Schnelle Positionierbewegungen
Die einbaufertigen und vorgeschmierten Getriebe der RD-Serie haben eine rechnerische Lebensdauer von 6.000 Stunden. An den motorseitigen Flansch ist ein Adapter für die gängigsten Servomotoren anmontiert. Durch ihren modularen Aufbau können die Getriebe nicht nur in Drehtischen, sondern in weiteren Anwendungen eingesetzt werden.
Aufgrund ihrer steifen Konstruktion und hohen Präzision ist die Serie besonders für Einsätze geeignet, bei denen sehr schnelle Positionierbewegungen mit hohen Traglasten realisiert werden sollen. Zwei integrierte Schrägkugellager machen in vielen Fällen eine bauseitige Lagerung überflüssig, was wiederum die Konstruktionszeit verringert und die Kosten senkt. Mit dem exzentrisch angeschlossenen Antrieb lassen sich mehr Untersetzungsverhältnisse realisieren als bei einer zentrierten Montage, sodass auf vorgeschaltete Planetengetriebe verzichtet werden kann.
Die Basis der RD-C-Getriebeköpfe sind die RV-C-Einbausätze in zykloider Bauweise. Wie diese verfügen die Getriebeköpfe über eine große Durchgangsbohrung mit einem Hauptstützlager. Durch diese Hohlwelle mit einem Durchmesser bis zu 150 Millimeter können Wellen, Laser oder - wie bei Panasonic - Kabel und Leitungen geführt werden.
Die Überlastfähigkeit, die Stoßbelastungen bis zum Fünffachen des Nenndrehmoments auffängt, und eine große Torsionssteifigkeit sorgen für die nötige Robustheit des Getriebes. Die Präzision wird durch das geringe Spiel von unter einer Winkelminute garantiert und die Kompaktheit ist mit hohen Untersetzungen (i bis zu 1/258) und Drehmomenten bei kleinem Getriebevolumen gewährleistet. Auf der Anbauseite wird zudem keine zusätzliche Lagerung benötigt. Hierdurch verringert sich die Konstruktions- und Montagezeit, und die Gesamtkosten sinken. Seit Ende 2011 sind die Getriebeköpfe in den Schwerlast-Positionierern von Panasonic im Einsatz. „Wie schon bei den Nabtesco-Getrieben in unseren Robotern sind wir mit der Zuverlässigkeit sehr zufrieden. Ausfälle der Getriebe sind kein Thema", zeigt sich Peter Deutsch, Manager Technical Solutions Team, zufrieden.

Automatisiertes Schweißen
Um alle zu schweißenden Punkte in einer geometrischen Struktur erreichen zu können, musste früher das Werkstück häufig umgespannt werden. Dabei entstanden zwangsläufig Ungenauigkeiten, was zu fehlerhaften Ergebnissen führte. Diese Fehler mussten dann unter großem Aufwand gefunden und beseitigt werden, sofern dies überhaupt möglich war. In vielen Fällen wäre eine Reparatur so kostspielig gewesen, dass das Werkstück verschrottet wurde. Hier leisten Bauteil-Positionierer mit Präzisionsgetrieben einen großen Beitrag zur Senkung von Produktionszeiten und -kosten: Das nunmehr dreh- und kippbar gelagerte Werkstück kann geschweißt werden, ohne dass es umgespannt werden muss. Das Ergebnis sind präzise Schweißnähte.