Ringrundschalttische

Montage automatisieren ohne Vorlaufzeiten

Eine neue Serie von Schalttischen von Nexen bietet mehr Flexibilität durch seine kundenspezifische Antriebsseite, die die Montage zahlreicher Motoren und Getriebe mit Abtriebswelle unterstützt, und sie ist innerhalb von nur drei bis vier Wochen lieferbar.

Anwendungsbeispiel eines Ringrundschalttisches für Robotersys­teme. © Nexen

Über das letzte Jahrzehnt hinweg haben Studien zufolge fest installierte Automatisierungsanlagen im Vergleich zu manuellen Montageverfahren in Produktionseinrichtungen stark zugenommen. Dieser Aufschwung mag für Systemintegratoren erfreulich sein, doch einen Haken gibt es: Die Vorlaufzeiten für Schalttische, Linearantriebe, Roboteranlagen und weitere Komponenten haben sich verlängert. „Die Vorlaufzeit für einige Produktgruppen hat sich letztes Jahr verdoppelt“, sagt der Einkaufsleiter eines Systemintegrators. „Für uns höchst problematisch. Wir arbeiten ohne Lagerbestand, eine pünktliche Lieferkettenversorgung ist essentiell.“

Neuer Schalttisch schon in wenigen Wochen versandfertig
Die neue CRD-MR-Reihe von Nexen baut auf der CRD-Serie präziser Ringrundschalttische auf. Neben neuen Vorzügen bietet sie auch weiterhin alle Vorteile des Rollen-Ritzel-Antriebs: Spielfreiheit, Präzision und Drehmomentfähigkeiten sowie Beschleunigung, Leichtgängigkeit und kaum Wartungsbedarf.

Eines der neuen Merkmale ist Flexibilität: Bisher waren CRD-Ringrundschalttische in drei Versionen erhältlich, je nach Anwendung, für hohe Drehzahlen oder für hohe Drehmomente oder für beides: der CRD PL besitzt ein präzises, spielarmes Planetengetriebe für hohe Drehmomente und Drehzahlen und eine flexible Getriebeübersetzung; der CRD HG ein spielfreies Harmonic-Getriebe für hohe Drehmomente und niedrige Drehzahlen und eine hohe Getriebeübersetzung; der CRD DD hat einen spielfreien Direktantriebsmotor für hohe Drehzahlen und mittlere Drehmomente.

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Die CRD-MR-Produktreihe bietet Spielfreiheit, Präzision, Drehmomentfähigkeiten und Beschleunigung, Leichtgängigkeit und geringen Wartungsbedarf. © Nexen

Die CRD-MR-Serie bietet eine vierte Option: ein eigener Motor oder Getriebe für den Antrieb. Einerseits werden dadurch Kosten reduziert. Andererseits ist der Ringrundschalttisch innerhalb von nur drei bis vier Wochen lieferbar, die Hälfte der Zeit, die für eine herkömmliche kurvengetriebene Version erforderlich ist. „Die kundenspezifische Antriebsseite der CRD-MR-Lösung unterstützt die Montage einer Vielzahl von Motoren und Getriebe mit Abtriebswelle“, sagt Broc Grell, Anwendungsingenieur bei Nexen.

Durch die hohe Übersetzung zwischen Rollenritzel und Zahnkranz ist der Antrieb des Systems direkt über einen Servomotor oder mit einem Schrittmotor möglich. So entfallen Kosten für ein Reduktionsgetriebe. Bei Hochlastanwendungen kann für den Anlagenantrieb ein Getriebe und ein Motor verwendet werden. Zudem werden die aus dem Rollenritzel-Zahnkranz-Antrieb resultierenden Lasten vollkommen aufgenommen, wodurch die Motor- oder Getriebewelle keinen radialen Kräften ausgesetzt ist. Somit entfällt die Notwendigkeit, das Reduktionsgetriebe bei Hochlastanwendungen leistungsstark und kostenintensiv auszuführen. Im Ergebnis schlagen kürzere Konstruktions- und Montagezeiten zu Buche.

Die neuen Modelle besitzen eine große Mittenöffnung, damit Kabeldurchführungen, Robotersysteme, Inspektionskameras und weitere Vorrichtungen in der Mitte des Drehtellers vorgesehen werden können. Dies führt zu einer Reduzierung des Bauraums und zu einer effizienten, übersichtlichen Maschinenkonstruktion. Alternativ kann die Mittenöffnung auch frei bleiben. „Ein aktuelles Projekt sieht mehrere, außen angeordnete Arbeitsstationen vor. Ist das Werkstück fertig bearbeitet, wird es ins Zentrum geleitet“, sagt Isaac Klaehn, Konstruktionsleiter bei Nexen für Motion Control-Produkte. „Ein darunter liegendes Transportband sorgt für den Transport zu einer Verpackungslinie.“

Drei Modelle, drei Größen
Mit Lochkreisdurchmessern von 150, 250 und 350 Millimeter stehen für die CRD-MR-Serie drei Größen zur Verfügung, die zwei letzteren als Ersatzeinheiten für die ursprünglichen Modelle CRD 250 und CRD 350. Mit den Präzisionsringantrieben deckt das Produktportfolio im Schalttisch-Bereich nun Durchmesser von 500 bis 1.500 Millimeter ab.

Die Serie besteht aus drei Modellen: Das CRD MRS ist vollständig abgedichtet und wird in Schutzart IP65 geliefert. Das CRD MRG ist geschützt, aber nicht abgedichtet. Trotz reduziertem Innenlebenschutz bietet es weniger Gesamtwiderstand als bei einem komplett abgedichteten System sowie mehr Effizienz; auch der Motor muss weniger Drehmoment aufbringen. Das CRD MRO ist für Anwendungen, die keine abgedichteten oder geschützten Einheiten benötigen. „Dank der neuen Produktserie muss lediglich das gekauft werden, was auch tatsächlich benötigt wird“, sagt Klaehn.

Je nach Größe liegt die Höchstdrehzahl für alle drei Modelle zwischen 161 und 304 Umdrehungen pro Minute. Hohe Schaltpräzision wird mit einer unidirektionalen Positioniergenauigkeit von 59 bis 31 arcsec (Winkelsekunden) und einer unidirektionalen Wiederholgenauigkeit von 9,8 bis 5,2 arcsec erreicht. Im Gegensatz zu anderen Antriebsystemen herrscht hier Spielfreiheit zwischen Motor und angetriebener Last.

Anwendungen
Die CRD MR-Systeme werden zur Aufnahme einer angelegten Last für gewöhnlich liegend montiert. Sie eignen sich für präzise Rundtaktanwendungen, wie Werkzeugmaschinen, Halbleiterproduktion, Robotersysteme, automatisches Schweißen, Medikamentenverpackung, Montage- und Schneidanlagen. Die Rundschalttische werden sogar in nichtindustriellen Anwendungen eingesetzt, wie in der Bühnentechnik. Ein Pharmaunternehmen verwendet einen Ringrundschalttisch CRD MR 150, um Fläschchen schnell und unkompliziert unter einem Dosiergerät zu positionieren, und eine Maschinenwerkstatt setzt ein CRD MR-Modell ein, um Teile zur externen Verarbeitung präzise zu positionieren. 

Im Gegensatz zu Schalttischen anderer Hersteller können die Ringantriebsprodukte von Nexen zur Aufnahme einer hängenden Last in umgekehrter Position oder vertikal montiert werden, auch bei der CRD MR-Serie, die beispielsweise in einer robotisierten Schweißanlage als Drehzapfen zur Teile-Positionierung eingesetzt wird. Auch hier kommt die Mittenöffnung zum Tragen. Die Schweißpistole durchquert diese, um im Innern der sich drehenden Montagevorrichtung eine Schweißnaht anzubringen.

Vorteil eines Ringantriebs
Der Schlüsselfaktor ist das Rollen-Ritzel-System RPS, das ursprünglich für lineare Bewegungssysteme konzipiert wurde. Das RPS wandelt Drehbewegung in Linearbewegung um. Es entwickelt das bisherige Ritzel-Zahnstangen-Konzept weiter und ersetzt die Stirnradverzahnung durch gelagerte Rollen, die mit der Zahnstange in einem einzigartigen Zahnprofil in Eingriff stehen. Statt der Gleitreibung herkömmlicher Ritzel-Zahnrad-Systeme sorgen die Rollen für eine leichtgängige Rollreibung und wandeln eine Drehbewegung mit 99-prozentiger Effizienz in eine Linearbewegung um. as

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