Produkt-News

Neugart Schweiz AG
Neugart-Flanschgetriebe NDF für Delta-Roboter-Antriebe - konstruktive Details für mehr Dynamik und Präzision

Wo Getriebe außergewöhnliche mechanische Belastungen tolerieren müssen, sind innovative Konstruktionsdetails gefragt. Das zeigt nicht zuletzt das neuentwickelte Flanschgetriebe NDF von Neugart: Besonders verdrehsteif ausgeführt, verbindet es große Präzision mit hoher Dynamik. Damit eignet es sich ganz besonders für den Einsatz in Delta-Robotern.

Ob in Verpackungsanlagen oder in der Robotik: In manchen Anwendungen spielt die Positioniergenauigkeit eine besonders große Rolle. Damit müssen auch die eingesetzten Getriebe eine besondere Präzision gewährleisten. Wesentliche Faktoren sind dabei ein geringes Verdrehspiel und eine hohe Verdrehsteifigkeit (Torsionssteifigkeit): Je geringer das Verdrehspiel eines Getriebes ist, desto genauer lässt sich ein Gegenstand positionieren. Aber auch Aspekte wie eine reduzierte Massenträgkeit, niedriges Losbrechmoment oder ein anwendungsspezifisch angepasstes Dichtungskonzept entscheiden mit darüber, wie präzise ein Getriebe selbst bei hoher Dynamik arbeitet.

Wie eine solche leistungsfähige Lösung aussehen kann, zeigt Neugart mit dem neuen Flanschgetriebe NDF. Dieses verfügt zum Beispiel über einen besonders verdrehsteif ausgeführten Planetenträger-Käfig sowie über speziell ausgelegte Planetenräder. Das Verdrehspiel der Getriebeverzahnung ist standardmäßig auf weniger als 1 arcmin begrenzt. Dementsprechend hoch ist die Positioniergenauigkeit. Hierdurch reduziert sich die Nachregulierung des Systems auf ein Minimum und verkürzt die Taktzeit des Roboters. Darüber hinaus zeichnet sich das NDF im Detail noch durch eine ganze Reihe von weiteren Besonderheiten an der Eingangs- wie an der Abtriebsseite aus.


Neugart erweitert sein Sortiment an applikationsspezifischen Getrieben um eine Lösung speziell für Delta-Roboter: das NDF.


Konstruktionsmerkmale an Eingang und Abtrieb
So verringert in der Eingangsstufe ein Klemmring aus Aluminium die Massenträgheit am Spannsystem. Ein reibungsarmer Radialwellendichtring reduziert zudem das Losbrechmoment. Dieses „Dynamic Antriebssystem“ ermöglicht extrem schnelle Richtungswechsel und entlastet zugleich den Motor. Es ist also weniger Kraft notwendig, um das Getriebe anzutreiben. Damit kann ein kleinerer und leichterer Motor eingesetzt werden.

Als weitere Maßnahme sind in der Eingangsstufe des NDF drei Planetenräder verbaut, was sowohl die Massenträgheit gering hält als auch die Reibung an der schnelldrehenden Eingangsstufe mindert. Das Getriebe wird thermisch entlastet. Es entsteht weniger Wärme, speziell am sich schnell drehenden Getriebeantrieb. Außerdem werden Planschverluste im Ölbad gesenkt.

Den drei Planetenrädern am Eingang stehen vier Planetenrädern in der Abtriebsstufe gegenüber. Dadurch erhöhen sich die Torsionssteifigkeit und das übertragbare Drehmoment deutlich. Neben Steigerungen bei Dynamik, Positioniergenauigkeit und Taktzeit verbessern sich zudem die Regelgüte des Antriebs sowie Schnelligkeit und Präzision beim Anfahren des Zielpunkts.

Ebenfalls abtriebsseitig wird ein spezieller Radialwellendichtring (RWDR) eingesetzt. Dieser ist gezielt auf die schwierige Schmierungssituation ausgelegt, denn die Getriebe-Abtriebswelle dreht sich bei Delta-Robotern applikationsbedingt immer nur um wenige Grad hin und her, was die Schmierung erschwert. Der verwendete RWDR zeigt darüber hinaus ein optimiertes Walk-Verhalten bei schnellen Drehrichtungswechseln und sorgt damit dauerhaft und zuverlässig für eine optimale Abdichtung der Welle.

Die Flanschabtriebswelle mit Torque Interface verfügt über 12 Gewindebohrungen in M6, der Abtriebsflansch über 16 Bohrungen (jeweils anstelle der standardmäßigen acht). Die Steifigkeit der Schnittstellenverbindung nimmt damit zu und es können höhere Drehmomente übertragen werden.


Als Option kann das NDF mit einer Abtriebswelle aus Edelstahl und einem vernickelten Abtriebsflansch ausgestattet werden.


Prädestiniert für den Einsatz in Delta-Robotern
Mit diesen Eigenschaften ist das NDF insbesondere ideal geeignet für den Einsatz in Delta-Robotern, wie sie in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie oder in vielen anderen Branchen zum Einsatz kommen. Zum Beispiel in Verpackungsanlagen oder in Logistikzentren übernehmen sie vielfältige Pick&Place-Aufgaben. Sie verpacken Pralinen, sortieren Päckchen oder bestücken Leiterplatten – und das hundertfach pro Minute.

Die charakteristische Kinematik dieses Robotertyps prädestiniert ihn für schnelle und präzise Handhabungs- schritte: Alle Achsen seiner Stab-Roboterarme sind parallel angeordnet. Die Enden der in alle Richtungen beweglichen Arme sind durch eine kleine Plattform verbunden, die beispielsweise einen Sauggreifer trägt.

Da die Antriebe nicht in den Gelenken sitzen, sind die Arme bei einem Delta-Roboter extrem leicht. Es muss also nur wenig Masse bewegt werden, was hohe Geschwindigkeiten und eine große Dynamik mit sehr starken Beschleunigungen ermöglicht.


Besondere antriebstechnische Anforderungen
Im Gegenzug bedeutet die konstruktive Entlastung der Roboterarme: Die Servomotoren der Hauptantriebe und mit ihnen die Getriebe, die sie mit den Roboterarmen verbinden, sind extremen Belastungen ausgesetzt. Sie müssen hochdynamisch in ständig wechselnder Drehrichtung und dabei extrem präzise arbeiten.

Planetengetriebe, bei denen mindestens drei Zahnräder (Planetenräder) in einem Hohlrad ein gehärtetes Zentralrad (Ritzel oder Sonnenrad) umkreisen, sind für diese Aufgabe generell gut geeignet. Denn weil bei einem Planetengetriebe mehrere Zahneingriffe (je nach Anzahl der Planeten sechs oder mehr) gleichzeitig stattfinden, bietet dieser Typ den höchsten Wirkungsgrad unter allen Getriebeformen, ein enorm hohes übertragbares Drehmoment in sehr kompakter Bauform und somit eine große Leistungsdichte.


Das Getriebe muss hochdynamisch in ständig wechselnder Drehrichtung und dabei extrem präzise arbeiten.


Baugrößen und weitere Optionen
Das neue NDF von Neugart ist in Baugröße 090 und mit insgesamt vier jeweils zweistufigen Übersetzungen zwischen i=22 und i=55 verfügbar. Eine große Auswahl an Standardgetrieben aus dem Neugart Programm ermöglicht darüber hinaus einen individuell ausgelegten Antrieb für die Drehachse des Delta-Roboters.

Als Option ist für das NDF eine lebensmitteltaugliche Öl-Schmierung erhältlich. Der verwendete Schmierstoff ist nach NSF H1 und ISO 21469 zertifiziert. Als weitere Option kann das NDF mit einer Abtriebswelle aus Edelstahl und einem vernickelten Abtriebsflansch ausgestattet werden. Diese erhöhen die Korrosionsbeständigkeit des Getriebes. Dadurch toleriert es auch häufiges Reinigen mit aggressiven Medien, wie es in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie unerlässlich ist.


Praxiseinsatz bei Syntegon Packaging Systems
Ãœberzeugt von den anwendungsspezifischen Vorteilen zeigt sich auch Marco Ebner von der Syntegon Packaging Systems AG im schweizerischen Beringen: „Die Zuverlässigkeit der Getriebe ist für uns ein absolutes Muss, um die Erwartungen unserer Kunden auch zu deren vollsten Zufriedenheit erfüllen zu können. Das NDF-Getriebe von Neugart bietet dabei aus unserer Sicht das beste Gesamtpaket aus Performance, Qualität und Kosteneffizienz. Während der Entwicklung unserer neuen RPP-Maschinenplattform haben wir sehr eng und intensiv mit der Firma Neugart zusammengearbeitet und so die für uns ideale Getriebe-Lösung gefunden.“


Firmenprofil
Neugart ist das Familienunternehmen unter den Getriebeherstellern. 1928 gegründet, ist die Firma bis heute und mittlerweile in der vierten Generation inhabergeführt. Neugart GmbH entwickelt, produziert und vertreibt Planetengetriebe und kundenspezifische Sondergetriebe. Weltweit beschäftigt das Unternehmen über 840 Mitarbeiter, davon über 700 am Stammsitz im südbadischen Kippenheim.

Neugart Schweiz AG
Die Neugart Schweiz AG mit Sitz in Zürich wurde anfangs 2022 gegründet und ersetzt die bisherigen Vertriebswege durch eine direkte Belieferung und einen eigenen technischen Außendienst. Für Industriekunden z. B. aus den Branchen Verpackungstechnik, Indoor-Logistik und Werkzeugmaschinen verspricht diese Neuaufstellung handfeste Wettbewerbsvorteile in einem immer anspruchsvolleren Marktumfeld.


Hauptsitz der Neugart GmbH in Kippenheim / Deutschland

Neugart Schweiz AG
Seefeldstrasse 123
CH-8008 Zürich

Tel. +41 44 515 56 05

sales@neugart.ch
www.neugart.com


Neugart GmbH
Keltenstraße 16
D-77971 Kippenheim

Tel. +49 7825 847-0
Tel. +49 7825 847-2999

info@neugart.com
www.neugart.com


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