Unikat Delta-Roboter – vom Konzept bis zum Produkt

Fast immer geht es nach Erfahrung von Wittenstein um höchste Zykluszahlen und kurze, hochdynamische Bewegungen bei einer hohen Einschaltdauer. Auch der Montageort und die Einbaulage der Getriebe und Aktoren gilt es zu berücksichtigen, insbesondere im Lebensmittelumfeld. Die Antriebe der einzelnen Achsen erfahren im Betrieb unterschiedliche Belastungen; überlagerte Kipp- und Drehmomente können auf den Abtrieb wirken. Gleichzeitig wird höchste Zuverlässigkeit gefordert - am Ende der Wertschöpfungskette.

Daher ist bei der Auslegung der Antriebslösung die Analyse der Aufgabenstellung und der Randbedingungen der erste Schritt. Auf dieser Basis erfolgen zunächst theoretische Berechnungen, um die mehrdimensionalen Bewegungen im Raum rechnerisch abzubilden und auch Interaktionen mit anderen beweglichen Komponenten des Delta-Roboters zu erfassen. Im Rahmen einer sogenannten Mehrkörpersimulation werden reale Momente, Belastungsdaten und mögliche dynamische Effekte, wie ein Aufschwingen des Antriebssystems, im Detail berechnet und optimiert. Zudem gilt es zu diesem Zeitpunkt, die Überlastfaktoren zu erkennen und für erweiterte Auslegungs- und Anwendungsräume, für mehr Energieeffizienz und für das Downsizing der gesamten Antriebstechnik im Delta-Roboter zu nutzen. Hierdurch werden technisch beherrschbare Leistungsreserven erschlossen, die zum Teil weit über die produktbezogenen Katalogdaten hinausgehen.

Mit Software, Sensorik,  Systemtests zum Getriebe

Im weiteren Antriebsprojektierung nutzt und empfiehlt Wittenstein alpha deren hauseigene Auslegungssoftware cymex 3. Damit werden die Applikation, Motor und Getriebe - also die komplette mechatronische Antriebslösung - entsprechend der Daten aus der Mehrkörpersimulation dimensioniert und deren Effektivität im Zusammenspiel simuliert und beurteilt. „Mit cymex können Sie die komplexe Belastung auf den Antriebsstrang sichtbar machen. Die gewonnenen Daten aus Theorie und Praxis, also Simulation und Messungen, können importiert werden. So kann auf den jeweiligen Anwendungsfall der optimale Antriebsstrang abgebildet werden", erklärt Sven Sanitz.

Das Ergebnis ist eine optimale Empfehlung für die passenden Komponenten aus dem Wittenstein-Portfolio - entweder eine reine Getriebelösung der Baureihe TP+ oder ein Motor-Getriebe-System der Produktfamilie TPM+. In beiden Fällen stehen sowohl Standard- als auch High-Torque-Versionen zur Verfügung. Ein weiteres Entwicklungstool auf dem Weg zur optimalen Antriebslösung ist nach Angaben von Sven Sanitz das modulare Sensorsystem torqXis von Wittenstein. Eingesetzt wird es für die Antriebsüberwachung während der Realtests der Delta-Roboter beim Maschinenbauer, um etwa Drehmomente, Querkräfte und Temperaturen an den eingebauten Antrieben zu erfassen. Auf diese Weise wird es möglich, praxisnahe Istdaten zu erhalten, die ggf. für eine weitere Optimierung der Getriebe- und Aktuatorikauslegung genutzt werden können. „Mit diesem Konzept lässt sich nicht nur eine optimale Antriebslösung gezielt entwickeln, sondern auch die Time-to-Market deutlich verkürzen", verspricht Sven Sanitz.