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Hochpräzision für die Robotik Roboterbasierte Automatisierungslösungen sind inzwischen fester Bestandteil industrieller Fertigungsbetriebe. Klingelnberg bietet mit seinem Produktionssystem Lösungen an, die es Herstellern von Robotersystemen erlauben, hochpräzise Antriebe in Serie zu fertigen. Mithilfe des Klingelnberg-Produktionssystems lassen sich beispielsweise Verzahnungen entscheidend präziser und effizienter fertigen Seit 2010 ist der weltweite Markt für Industrieroboter stetig um etwa 15 % pro Jahr gewachsen (Schätzung Klingelnberg Management). In den Jahren 2011 bis 2015 wurden durchschnittlich circa 200 000 Industrieroboter in den Markt gebracht (Schätzung Klingelnberg Management). Insbesondere die Vertikal Knickarm-Roboter mit fünf oder sechs Achsen nehmen mit einem Marktanteil von 66 % einen bedeutenden Anteil ein (Schätzung Klingelnberg Management). Mit Blick in die Zukunft erscheint aufgrund der erwarteten stetigen Nachfrage aus den Bereichen Elektronik sowie aus der Automobilindustrie eine weitere Wachstumsrate von rund 17 % pro Jahr in den kommenden Jahren als wahrscheinlich. Struktureller Aufbau von Robotersystemen Grundsätzlich wird beim kinematischen Aufbau von Robotern zwischen serieller und paralleler Struktur unterschieden. Bei Robotern mit serieller Struktur geschieht die Übertragung der Bewegungs- und Handhabungsaufgaben über starre Gliedmaßen, die paarweise an Gelenken miteinander verbunden sind. Beispiele hierfür sind Scara- und Vertikal-Knickarmroboter. Hier sind die Gelenke im Allgemeinen als ebene Getriebe in Form von Planeten- beziehungsweise Zykloidgetrieben ausgeführt. Werden in einem Gelenk zwei oder mehr Freiheitsgrade kombiniert, wie es beispielweise beim Gelenk am Endeffektor eines Vertikal Knickarmroboters der Fall ist, werden zumeist Kegelrad-/ Hypoidgetriebe verwendet. Die serielle Struktur zeichnet sich durch ein hohes Maß an Flexibilität aus. Im Vergleich hierzu wirken bei Parallelkinematiken die Antriebsachsen parallel auf den Endeffektor. Parallele Roboterstrukturen weisen meist eine feste und eine bewegte Ebene aus, die über mehrere parallele Glieder miteinander verbunden sind. Aufgrund des parallelen Aufbaus zeichnen sich diese Robotersysteme durch ein hohes Maß an Genauigkeit aus. Jedoch sind derartige Lösungen stets Sonderlösungen für dezidierte Anwendungsfälle, sodass Roboter mit paralleler Struktur weniger flexibel einsetzbar sind. Mechanische Getriebe als Ursprung von Präzision und Laufruhe Um Bewegungs- und Handhabungsaufgaben effizient und wirtschaftlich umzusetzen, müssen Robotersysteme zum einen über hohe Beweglichkeit und Dynamik in den Verfahroperationen und der Positionierung verfügen. Zum anderen stellt eine präzise und gleichförmige Übertragung von Bewegungen und Drehmomenten die wesentliche Herausforderung an die verwendeten Getriebe in den Gelenken und Aktuatoren von Robotersystemen dar. Das verlangt wiederum eine geringe Spielfreiheit sowie eine hohe Verdrehsteifigkeit. Wie lassen sich nun die beschriebenen Anforderungen an die verwendeten Getrie- ¢¢Robust und dennoch hochpräzise Die Präzisionsmesszentren von Klingelnberg sind für den direkten Einsatz in der Produktion entwickelt. Klingelnberg setzt dabei die Erfahrung aus der Werkzeugmaschinenentwicklung ein und verbindet diese mit der Kompetenz in der Präzisionsmesstechnik. Die wesentlichen Erfolgsfaktoren sind die Robustheit der Maschine in Verbindung mit einer präzise arbeitenden Temperaturkompensation. Schleifen von Zykloidenverzahnungen auf einer Viper 500 K (Bilder: Klingelnberg) 22  Sonderteil Qualitätssicherung dima 2.2018


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