Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Stejně jako výkonný sportovec, potřebuje i rychlý delta-robot robustní a „dobře mazané“ klouby. Francouzský výrobce robotů Machines Pagès proto sází na cykloidní převodovky nové série RF-P od firmy Nabtesco. Plně se zde uplatňují všechny přednosti cykloidních převodovek.
Machines Pagès je specializovaný výrobce robotických systémů pro vysokorychlostní úlohy. Tato společnost byla založena v roce 1984, má sídlo ve francouzském Foncine-le-Haut u hranic se Švýcarskem a ve svých třech závodech zaměstnává v současnosti osmdesát pracovníků. Navíc má po jednom zastoupení v Severní Americe a Asii. Její roboty se v první řadě uplatňují v oblastech balení, lékařské techniky a ve výrobě dílů. Jsou vhodné nejenom pro mimořádně rychlé úlohy typu pick and place (zvednout a umístit), ale také k polohování vstřikovacích forem nebo nástrojů.
Aktuálně se celosvětově používá více než 1 200 robotů od Machines Pagès, přibližně polovina v oblasti etiketování uvnitř vstřikovacích forem. Ročně firma vyrábí průměrně 50 strojů; podíl exportu přitom činí přibližně 70 %. Firma Machines Pagès provádí všechny fáze výroby – od konstrukce přes výrobu dílů a vývoj softwaru až po montáž a uvedení do provozu – sama, aby svým zákazníkům zaručila maximální možnou kvalitu výrobků a provozní bezpečnost.
Šest metrů za sekundu při velké přesnosti
Jak velkou výkonnost, přesnost a spolehlivost poskytují roboty firmy Machines Pagès, ukazují delta-roboty, které se uplatňují v oblasti pick and place při balení potravin. Ramena těchto vysokorychlostních robotů se skládají z lehkých uhlíkových vláken a pohybují se rychlostí někdy i více než 6 m/s. Při takto velké dynamice jsou nutností přesné převodovky, které mají současně dlouhou životnost.
Doposud firma Machines Pagès sázela na planetové převodovky. Ty jsou tvořeny v podstatě třemi konstrukčními prvky – centrálním pastorkem, třemi nebo více planetovými koly a korunovým kolem. V typické planetové převodovce přenáší centrální pastorek pohyb na planetová kola. Ta potom rotují uvnitř korunového kola. Planetová kola jsou namontována na unašeči, který pak otáčky přenáší na výstupní hřídel. S planetovými převodovkami jsou zpravidla s jedním nebo dvěma převodovými stupni možné převodové poměry 3 : 1 až 100 : 1. Přidáním jednoho nebo více dalších stupňů je možné celkový převod dále zvyšovat. Planetové převodovky však mají jednu velkou nevýhodu, která se projevuje zvláště u dynamických úloh, např. pick and place: jejich životnost je velmi omezená, protože se planetové převodovky v těchto úlohách rychle opotřebovávají.
Cykloidní převodovky prodlužují životnost
V rámci aktuálního projektu proto u Machines Pagès padla volba na cykloidní převodovky nové série RF-P od firmy Nabtesco (obr. 1). Excentrické převodovky tohoto druhu se v podstatě skládají ze čtyř konstrukčních prvků: vstupní hřídele, tří excentrických hřídelí, dvou vačkových kotoučů a jedné výstupní hřídele. V prvním stupni se rotační pohyb pohonu přenáší prostřednictvím vstupní hřídele na čelní ozubená kola. Přitom se otáčky snižují podle převodového poměru vstupní hřídele k čelním ozubeným kolům. Pro druhý stupeň převodu je na vnitřní straně tělesa vytvořen vačkový profil odpovídající vačkovým kotoučům. Vačkový profil v tělese přitom má o jedno prohloubení víc než vačkové kotouče. Čepy, které jsou umístěny mezi vačkovými kotouči a vačkovým profilem v tělese, přenášejí otáčivý pohyb valivě na výstupní hřídel.
Cykloidní převodovky série RF-P od Nabtesco se ve druhém stupni obejdou bez ozubených kol. Eliminuje se tak možnost poškození převodů druhého stupně rázy. Rovnoměrné rozložení zátěže uvnitř převodovky, velká absorpce rázů a kontakt mezi cykloidním kotoučem a tělesem prostřednictvím válečků zajišťují provoz s mimořádně malým opotřebením. Oproti běžným planetovým převodovkám vykazují cykloidní převodovky výrazně delší životnost. Další výhodou oproti planetovým převodovkám je převod: cykloidní převodovky nepotřebují dodatečné stupně a umožňují převod od 30 : 1 až do více než 300 : 1.
Planetové převodovky mají být nahrazeny cykloidními převodovkami RF-P od Nabtesco
Nová konstrukční řada převodovek RF-P vychází z cykloidních převodovek RV od firmy Nabtesco s dvoustupňovým principem převodu (obr. 2) a je speciálně koncipována pro použití v osách ramen delta-robotů a robotů SCARA (obr. 3). Převodovky mají výstupní rychlost až 200 min–1 (obr. 4) a vystačí s malým zástavbovým prostorem. Jejich konstrukce zajišťuje výborné parametry z hlediska dynamiky i vysokou přesnost i při rychlých pohybech, jaké jsou běžné u úloh pick and place (obr. 5). Tuto přesnost (vůle do 2') mohou převodovky RF-P udržet po delší dobu v provozu – to je rozhodující přednost oproti planetovým převodovkám, u nichž lze v průběhu životnosti sledovat značný nárůst vůle.
Nabtesco nabízí montážní sady převodovek v různých provedeních, RF-19P až RF-32P. Ty odolávají zatížením rázovým momentem až 570 N·m, popř. 960 N·m. To odpovídá trojnásobku jejich povoleného jmenovitého momentu. Varianta RF-19P je určena pro menší točivé momenty. Ve velmi rychlých robotech pro manipulační úlohy s mimořádně malými díly (např. při výrobě elektroniky) by bylo provedení RF-32P předimenzované.
Cykloidní převodovky série RF-P od Nabtesco se ve firmě Machines Pagès úspěšně používají již několik měsíců. Od přechodu na cykloidní převodovky očekává tato francouzská firma výrazné prodloužení životnosti převodovek při zvýšené přesnosti v trvalém provozu (obr. 6). Je tak možné prodloužit intervaly údržby robotů a tím snížit náklady na ni. Machines Pagès zvažuje ve střednědobém výhledu postupný úplný přechod na cykloidní převodovky.
Marcus Löw, vedoucí odbytu u Nabtesco Precision Europe GmbH
Obr. 1. V rámci aktuálního projektu u Machines Pagès padla volba na cykloidní převodovky nové série RF-P od firmy Nabtesco
Obr. 2. Převodovky konstrukční řady RF-P vycházejí z redukčních převodovek RV od firmy Nabtesco s dvoustupňovým principem převodu
Obr. 3. Cykloidní převodovky série RF-P od firmy Nabtesco jsou mimořádně vhodné pro použití v kloubech ramen delta-robotů a robotů SCARA
Obr. 4. Převodovky mají výstupní rychlost až 200 min–1 a vystačí si s malým zástavbovým prostorem
Obr. 5. Firma Nabtesco se sérií RF-P vyvinula konstrukční řadu cykloidních převodovek, které jsou vhodné zvláště pro velké otáčky
Obr. 6. Od přechodu na cykloidní převodovky očekává tato francouzská firma výrazné prodloužení životnosti převodovek při zvýšené přesnosti v trvalém provozu
Nabtesco – výrobce cykloidních převodovek
Nabtesco je v současnosti největším světovým výrobcem přesných převodovek s cykloidní konstrukcí. Cykloidní převodovky tohoto výrobce se uplatňují přibližně v 60 % všech průmyslových robotů na celém světě. Vysoce výkonné převodovky do pomala pro servopohony pokrývají široké pole úloh. Mimo jiné se používají v zařízeních na výrobu polovodičových součástek, v oblasti obráběcích strojů i v automatizaci výroby. S více než 5 000 pracovníky v mnoha výrobních střediscích i odbytových a servisních centrech na celém světě, mezi nimi také v evropském ústředí v Düsseldorfu, poskytuje Nabtesco rozsáhlý zákaznický servis pro individuální potřeby.