Les engrenages de précision ont une influence significative sur la dynamique, le positionnement et la précision de répétition ou la durée de vie d'une construction. Schaeffler chapeau dans la jeune entreprise Entraînements ultra-précis Deux types de transmission ont été développés qui dépassent l'état actuel de la technique : le Engrenage à ondes de contrainte Série RT et le engrenage planétaire la série PSC. Apprenez à utiliser votre robotique-Prendre l'application à un nouveau niveau.

Contenu

• Réducteurs pour l'industrie de transformation des métaux
  • Un tout nouveau concept d'entraînement pour les tables rotatives
  • Réducteurs pour tâches d'usinage légères
• Ultra Precision Drives prend son envol
• Développement dynamique du marché - peu de fabricants
  • Potentiel bien supérieur aux taux de vente actuels
• Engrenages ondulés pour robots
  • Qui a inventé les engrenages à ondes de contrainte ?
  • Quels sont les avantages des engrenages à ondes de contrainte ?
  • Variateur harmonique de précision série RT1 et RT2
  • Repousser les limites avec une nouvelle conception de roulement
  • Roulement à aiguilles angulaire et réducteur de précision pour articulations cobot
  • Engrenages à ondes de contrainte sensoriels de haute précision
  • Engrenages ondulés pour applications à couple élevé et standard
  • Capteurs de couple externes versus internes
• Réducteurs planétaires de précision de la série PSC
  • Quels avantages offrent les engrenages planétaires ?
  • Technologie d'engrenage brevetée
    
    

Réducteurs pour l'industrie de transformation des métaux

11.09.2023 septembre XNUMX | Schaeffler souhaite relever les défis du secteur des machines-outils avec plus de dynamique, de précision, d'efficacité énergétique et des durées de fonctionnement des machines plus longues. L'entreprise le présente au EMO 2023 une nouvelle solution d'entraînement.

Un tout nouveau concept d'entraînement pour les tables rotatives

« Dans l'industrie des machines-outils, les gens de l'industrie des machines-outils ont compris les facteurs actuels comme une opportunité remarquablement rapidement et y ont réagi. Dans ce contexte, les clients évoquent particulièrement souvent la réduction de la consommation d'électricité, d'air et de lubrifiant de refroidissement ainsi que le « sourcing domestique », a commenté Ralf Moseberg, responsable de la division Automatisation industrielle chez Schaeffler.

« L'objectif des investissements est d'optimiser les temps de fonctionnement et l'utilisation et de pouvoir utiliser les systèmes de production de manière plus flexible grâce à de nouvelles solutions d'automatisation. robot et les cobots avec une attention particulière au retour sur investissement ainsi qu'au développement et à l'application de nouvelles technologies telles que Technologie à entraînement direct un rôle central.

Le point culminant du salon sera un Table rotative pivotante avec un plateau tournant directement entraîné via les moteurs SRV et RKIB. L'exposition présente deux solutions qui peuvent être clairement comparées et discutées.

Un entraînement direct est utilisé pour entraîner la table rotative Roulements axiaux-radiaux La série YRTCMA avec un système de mesure d'angle absolu inductif intégré est utilisée. D'autre part, l'entraînement entièrement nouveau pour les axes pivotants est équipé d'un engrenage planétaire de précision. CFP mis en œuvre avec un servomoteur. Le jeu de torsion constant de seulement 0,1 arcmin pendant toute la durée de vie permet pour la première fois de renoncer à un deuxième entraînement pour tendre et éliminer le jeu de torsion.

Réducteurs pour tâches d'usinage légères

31.08.2023 août 2023 | À l'EMO 1, Schaeffler présente ses réducteurs à ondes de précision RTXNUMX, qui peuvent également être intégrés en option et sans encombrement capteurs de couple sont disponibles en RT1-T. Les réducteurs planétaires de précision PSC avec compensation automatique du jeu de torsion seront également exposés.

Avec ces engrenages de précision, de nombreuses solutions d'automatisation peuvent être mises en œuvre dans une très large gamme d'applications, telles que : Machines-outils, positionneurs de soudage, tables rotatives, cintreuses de tubes, Cobots et bien d'autres applications. Les deux types de réducteurs seront présentés au salon dans des têtes de fraisage pour les tâches d'usinage légères.

J'ai noté la Engrenage d'arbre de précision Les RT sont désormais également proposés sous forme d'entraînements de précision configurables individuellement avec un moteur, un système de retour d'information et un contrôleur intégré en option. Cela signifie que les utilisateurs peuvent se concentrer sur leurs compétences de base lors du développement de machines sans avoir à renoncer à des entraînements de précision sur mesure.

Ultra Precision Drives prend son envol

21.03.2023 mars XNUMX | Parce que les engrenages sont utilisés dans la plupart des entraînements de précision pour des industries telles que : B. Robots, machines-outils, automatisation industrielle ou médical représentent un élément clé, Schaeffler regroupe sous un même toit ses compétences de développement, ses technologies de production, ses produits et ses services dans le domaine des engrenages de précision. Entraînements ultra-précis résumées.

Les produits portant ce label dépassent non seulement l'état actuel de la technique, mais constituent parfois même la référence sur le marché - et cela peu de temps après que Schaeffler a ouvert ce domaine au sein de l'entreprise. Deux types d'engrenages et trois séries couvrent des couples nominaux de 10 à plus de 5 000 Nm à partir.

Cela signifie que l'industrie a accès à des réducteurs épicycloïdaux précis pour les axes secondaires et principaux des machines-outils, pour le positionnement des entraînements dans l'automatisation ou comme réducteurs de robots pour les petits et grands cobots. robots industriels à choisir.

Développement dynamique du marché - peu de fabricants

Ralf Moseberg, Senior Vice President Industrial Automation chez Schaeffler, a commenté les tendances du marché de la robotique lors d'une conférence de presse à l'approche d'Automatica : Il voit un degré élevé de flexibilité et de dynamique, qui s'accompagne d'une transition en douceur entre les robots collaboratifs ou cobots et Les robots industrielsn. Les fabricants s'appuient ici sur des modèles simples Programmation ainsi que Apprentissage automatique.

Nicolaï Hammerle, Vice President Business Field Robotics chez Schaeffler, voit un grand mouvement dans la logistique. Et la robotique automatisée mobile est également en plein essor. Dans la technologie médicale, des possibilités s'ouvrent pour séparer le médecin opérateur du patient. La question est de savoir si vous le voudriez vous-même, mais cette tendance ne peut plus être arrêtée. Chez Kia Hyundai, il y a déjà une acceptation définitive d'un Automobiles, que seuls les robots réalisent sans intervention humaine, comme le montre ce film :

Potentiel bien supérieur aux taux de vente actuels

Il existe un large consensus dans l'industrie sur le fait que les chiffres de vente des robots collaboratifs plusieurs fois plus élevé pourrait l'être si certains défis techniques étaient résolus. Les entreprises manufacturières comme les entreprises de taille moyenne veulent des vitesses et des accélérations plus élevées pour une productivité plus élevée dans l'utilisation autonome des cobots. La sensibilité nécessaire au mode collaboratif avec des coûts attractifs fait également défaut.

Réducteurs planétaires pour de nombreuses applications

Les cobots peuvent être utilisés de manière très flexible s'ils combinent les deux propriétés. Ils travaillent en collaboration le jour et de manière autonome la nuit comme le robot industriel classique. De cette façon, les entreprises atteignent le retour sur investissement beaucoup plus rapidement avec une productivité considérablement accrue. Dans ce scénario, la demande augmenterait rapidement fortement. Ainsi, la presse internationale se demande déjà si les quelques fournisseurs de taille moyenne de composants de cobot pourraient même répondre à la demande croissante.*¹ 

Engrenages ondulés pour robots

20.04.2023/XNUMX/XNUMX | Dans ce contexte, le fournisseur automobile et industriel a considérablement élargi son portefeuille d'engrenages et ses capacités de production pour les axes de robots dans la robotique légère et a développé deux séries d'engrenages de haute précision : les engrenages à onde de contrainte de précision sans jeu RT1 ainsi que RT2 ainsi que les engrenages planétaires de précision de la série CFP.

Les engrenages à onde de contrainte RT couvrent une plage de couple de 10 à 484 Nm maximum, les engrenages PSC dans la plus petite taille 030 commencent à 327 Nm. Les fabricants de robots ont ainsi la possibilité de sélectionner la conception et la taille de réducteur les mieux adaptées à leurs axes de robot. Mais qu'est-ce qu'un moteur harmonique et d'où vient-il ?

Qui a inventé les engrenages à ondes de contrainte ?

Dans le groupe de ÉquipementLes engrenages ondulés se distinguent particulièrement par leur élément élastique, appelé flexspline. Ceci a été assuré par l'installation dans les roues motrices au début des années 1970. Véhicules itinérants lunaires, qui ont été utilisés lors des missions Apollo. Après l'utilisation réussie des engrenages de robots, ils ont trouvé leur place dans d'autres domaines d'application tels que l'aviation et la technologie médicale ou pour le suivi d'antennes paraboliques et panneaux solaires.

Les trois exemplaires des Lunar Roving Vehicles ont été laissés sur la lune. Les engrenages à ondes de contrainte inventés par Walton Musser dans les années 1950 ont été installés dans les quatre roues motrices électriques*². 

Dans l'automatisation industrielle, les engrenages à ondes de contrainte sont utilisés depuis des décennies comme servo-engrenages de précision. En tant que premiers engrenages à ondes de contrainte dans la production en série, les engrenages à ondes de contrainte sont arrivés sur le marché en tant qu'engrenages Harmonic Drive sous la marque Harmonic Drive. Aujourd'hui, les engrenages à ondes de contrainte sont le type d'engrenage préféré pour les petits robots à bras articulé avec des charges utiles allant jusqu'à 20 kg.

Quels sont les avantages des engrenages à ondes de contrainte ?

• Rapport de transmission très élevé en un seul étage
• Absence de jeu généré par la précontrainte de la denture des Flexspline et Circular-Spline
• Haute précision de positionnement et de répétition
• Option d'un arbre creux pour le Câbleexécution
• Conception très compacte et faible masse

Brevets d'expansion Wave Gear de l'inventeur Walton Musser à partir de 1955 ont expiré depuis longtemps. Par conséquent, le nombre gérable de fabricants à l'heure actuelle est d'autant plus surprenant. Mais cela est probablement aussi dû aux nombreuses applications de niche et à la technologie d'engrenage sophistiquée.

Variateur harmonique de précision série RT1 et RT2

Les séries RT1 et RT2 ont des tailles comparables. Les entraînements harmoniques de précision de la série High Torque RT1 dépassent la série Standard Torque RT2 de 30 % en moyenne en termes de couple et de 40 % en termes de durée de vie. Les entraînements harmoniques de précision de la série Standard Torque RT2 se caractérisent par un vaste portefeuille de tailles, de variantes et de rapports de réduction. Les entraînements harmoniques de précision de la série High Torque RT1 sont équipés d'un capteurs de couple disponible en tant que RT1-T, qui, comme particularité, n'introduit aucune élasticité supplémentaire dans la chaîne cinématique du robot.

Les entraînements d'arbre de précision RT pour robots peuvent être combinés en option avec des moteurs adaptés et un capteur de couple intégré en option (RT1-T) pour former des unités d'entraînement compactes Encoder ainsi que Frein être completé. Un roulement particulièrement rigide en sortie est obtenu grâce à l'utilisation de roulements à aiguilles angulaires de la série XZU.

Repousser les limites avec une nouvelle conception de roulement

14.04.2023/XNUMX/XNUMX | La technologie des roulements dans les bras articulés de poids légerbdehors utilise généralement des roulements à rouleaux croisés. Mais la conception de tels roulements a déjà atteint ses limites en termes de rigidité au basculement. Schaeffler a considéré le rouleau à aiguilles comme une alternative prometteuse et celui à double rangée Roulement à aiguilles angulaire XZU Les

À la poste

Roulement à aiguilles angulaire et réducteur de précision pour articulations cobot

14.04.2023/2020/XNUMX | Les robots légers (LBR) et les robots collaboratifs (cobots) doivent fonctionner de manière très dynamique et précise dans la production moderne. Avec le développement du roulement à aiguilles angulaire, XNUMX est également devenu le nouveau Réducteur de précision RTWH développé. Cela a ouvert de nouvelles opportunités dans le segment de marché en croissance rapide. Le nouveau roulement à rouleaux XZU est utilisé comme roulement principal pour l'engrenage de précision. La combinaison de Boîte de vitesse et XZU offre une compacité et une rigidité maximales dans l'application.

En raison des meilleures performances, l'utilisateur peut choisir une taille de roulement à rouleaux plus petite, économisant ainsi de l'espace et du poids. Il s'agit d'un aspect essentiel en ce qui concerne le thème de la réduction des effectifs. Dans l'ensemble, il existe de nouvelles possibilités dans le développement de ces robots. 

Für Articulations des cobots conçu, Schaeffler décrit les séries RT1 et RT2 comme des réducteurs prêts à installer dans la conception Silk Hat comme des "réducteurs de vitesse". Le principe de fonctionnement de lecteur harmonique permet une capacité de couple élevée, des rapports de réduction élevés avec une conception relativement légère. L'engrenage de précision est sans jeu, se positionne avec précision, est compact et a une longue durée de vie.

Surtout le haut vie la boîte de vitesses est d'une grande importance pour les robots car ils doivent fonctionner de manière fiable et avec le moins de temps d'arrêt possible. Selon la taille, le fabricant propose des réductions de 50 à 150. Les couples résultants sont transmis avec précision et en toute sécurité grâce à la combinaison de la boîte de vitesses avec le roulement à aiguilles angulaire rigide et la conception robuste. De cette manière, le robot peut être déplacé de manière dynamique, précise et sans effets de post-oscillation élevés jusqu'à la position finale, où il peut travailler de manière très efficace. Les travaux de tri, d'assemblage et de manipulation du robot peuvent être effectués avec précision en peu de temps. L'engrenage de précision a un sans entretien Conception et est disponible en tailles standard. La bride d'entraînement est conçue comme un arbre creux et peut être conçue individuellement.

Engrenages à ondes de contrainte sensoriels de haute précision

11.05.2022/XNUMX/XNUMX | L'industrie manufacturière a besoin Robotique légèrequi agissent avec une dynamique et une précision élevées. Dans le même temps, les applications dans le Industrie alimentaire et la technologie médicale ont un haut niveau de sensibilité, tandis que la flexibilité et la convivialité sont primordiales dans les entreprises de taille moyenne.

« Ces objectifs exigeants ne peuvent être atteints avec un seul composant. Nous avons fondamentalement relevé ce défi et en avons de nouveaux pour les robots légers et les cobots camp principal, moteurs, transmission et un système entièrement intégré capteurs développé », dit Ralf Moseberg, responsable de la business unit Industrial Automation chez Schaeffler.

"Avec notre package de solutions, les cobots peuvent, par exemple, se déplacer simultanément 50 % plus rapide être en mesure de transporter des charges 30% plus lourdes et pour la sensibilité, nous proposons un concept innovant avec nos engrenages à ondes sensorielles. Cela ouvrira de nouveaux champs d'application.

J'ai noté la Entraînement harmonique de précision RT ont été conçus pour des applications particulièrement dynamiques et exigeantes avec un niveau de couple élevé. Des engrenages ondulés avec capteurs de couple entièrement intégrés sont disponibles en option. Sans espace d'installation supplémentaire ni perte de rigidité de l'ensemble de la mécanique, il a pour tâche de fournir des signaux de couple très précis. Jusqu'à présent, le marché manquait d'une solution de capteur longue durée adaptée à la production en série. Cet espace est comblé avec l'engrenage à ondes sensorielles RT.

Des entraînements robotisés pour un marché en pleine croissance

Contrairement à d'autres engrenages ondulés sur le marché, la structure de jauge de contrainte sur le Flexspline dans les engrenages ondulés de précision à capteur était en technologie des couches minces appliqué en permanence. Le capteur de couple prend en charge les fonctions de sécurité et le contrôle sensible et précis de la position et du processus. Les signaux de couple peuvent également être utilisés pour développer une compensation active des vibrations. Cela signifie que des temps de stabilisation et de positionnement plus courts peuvent être obtenus avec des mouvements hautement dynamiques.

Engrenages ondulés pour applications à couple élevé et standard

Les deux séries d'entraînements harmoniques de précision pour robots légers et cobots comprennent le RT1 pour la zone de couple élevé et que RT2 pour l'application de couple standard. Les engrenages RT2 couvrent environ 80 % des applications habituelles des cobots. La série comprend cinq tailles de 14 à 32 et cinq ratios de 50 à 160. Il existe des variantes avec Arbre creux et pour une fixation directe sur l'arbre moteur du robot, en tant qu'unité fermée avec joints et en tant que jeu de composants. Les boîtes de vitesses RT1 sont disponibles en quatre tailles de 14 à 32 avec des rapports de 100 et 160 pour des couples de 25 à près de 900 Nm. Grâce à la densité de couple élevée, les engrenages ondulés RT1 peuvent être utilisés pour créer des bras articulés particulièrement compacts pour des charges supérieures à la moyenne.

Capteurs de couple externes versus internes

02.06.2023/XNUMX/XNUMX | Devrait Cobots pour travailler avec sensibilité et force contrôlée et pour enseigner en douceur, vous en avez besoin d'un capteurspour obtenir des données de mesure des forces externes. Schaeffler a pour cela Capteurs de couple développé pour les cobots intégrés dans des engrenages à vagues de précision. 

À la poste

Réducteurs planétaires de précision de la série PSC

29.04.2023 | CFP est le nom de l'engrenage planétaire à trois étages avec étage d'entraînement hélicoïdal et palier principal intégré. Par rapport à d'autres technologies, les engrenages

• P = le plus précis
• S = le plus calme et le tout à
• C = durée de vie constante

Avec les engrenages planétaires de précision de la série PSC pour robots industriels, les concepteurs ont à Facteur dix moins de jeu de torsion et une durée de vie multipliée par trois.

La compensation d'usure maintient le jeu de torsion extrêmement faible de l'engrenage constant. De tels sauts de développement sont très rares et une opportunité pour la robotique industrielle de dépasser les limites précédentes.

Les réducteurs de précision PSC conviennent à une gamme d'applications industrielles particulièrement large. Ceci est assuré, entre autres, par une grande variété de variantes. Cela résulte de huit tailles avec arbre plein et arbre creux, de kits d'installation et de réducteurs complets ainsi que de différentes variantes de montage de moteur. La connexion entre l'étage à engrenages droits et l'étage planétaire a pour fonction de permettre un large réglage de la plage de vitesse et de couple souhaitée.

Quels avantages offrent les engrenages planétaires ?

• jeu de torsion minimal (0,1 arcmin)
• rigidité maximale en torsion et en basculement
• durée de vie particulièrement longue de 20.000 XNUMX heures de fonctionnement

Ces caractéristiques rendent les réducteurs planétaires précis idéaux pour tous les entraînements de précision industriels. Grâce à la technologie d'engrenage brevetée des engrenages planétaires et étage d'engrenage hélicoïdal à l'entrée, il y a un faible niveau sonore de seulement 65 dB(A). La boîte de vitesses du robot offre des rendements élevés de plus de 90 % à pleine charge. Il en résulte un comportement thermique stable et une faible consommation d'énergie.

Technologie d'engrenage brevetée

La particularité du réducteur planétaire PSC réside dans sa technologie de transmission brevetée. Il réduit le jeu de torsion de l'engrenage épicycloïdal 0,1 minute d'arc et maintient la durée de vie constante à 20.000 XNUMX heures de fonctionnement grâce à un mécanisme de réglage.

La série PSC comprend neuf tailles de réducteurs planétaires de 030 à 500 avec des rapports d'étages planétaires compris entre 9 et 20, des rapports d'étages d'entrée de 3,4 à 15,7 et des diamètres extérieurs de 155 à 405 mm. La rigidité en torsion est particulièrement élevée et est obtenue, entre autres, grâce aux quatre ou cinq engrenages planétaires montés des deux côtés.

Les réducteurs planétaires PSC sont disponibles sous forme de kits d'installation et d'unités fermées avec et sans préampli d'angle. Ces réducteurs rotatifs variés peuvent être facilement intégrés dans la conception du client. Ils sont déjà utilisés avec beaucoup de succès dans des robots industriels avec des capacités de charge allant jusqu'à environ 100 kg.

Schaeffler expose au Automatica 2023.

Sources:

1. https://asianroboticsreview.com/home214-html
2. Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace