So flexibel war Mobilität noch nie

Die omnidirektionale, mobile Plattform KMP 1500 von Kuka bewegt sich autonom und flexibel im Raum und ermöglicht so die benötigte grenzenlose Mobilität für die flexiblen Fertigungskonzepte der Industrie 4.0. Für die hohe Positioniergenauigkeit des fahrerlosen Transportsystems sorgen die präzisen und zuverlässigen Zykloid­getriebe von Nabtesco.

Die Kuka Mobile Plattform (KMP) 1500 ist perfekt auf die Automatisierung in der Industrie 4.0 abgestimmt. Das fahrerlose Transportsystem mit Hebemechanismus kann sich frei und ohne klassische Spurführungs- oder Navigationselemente durch den Raum bewegen und übernimmt eigenständig den Transport von Produkten und Bauteilen durch alle Prozessschritte. Damit eignet sich die KMP 1500 auch hervorragend für die sogenannte Matrix-Produktion: eine extrem wandlungsfähige, komplett vernetzte Fertigung, bei der sich die Anlage «on the fly» automatisch auf wechselnde Produkttypen umrüsten kann, und zwar ohne Wartezeiten oder Produktionsausfälle.

Uneingeschränkt und präzise manövrieren — möglich wird dies durch eine ausgeklügelte Antriebstechnologie mit Mecanum-Rad. Ein Mecanum-Rad besteht aus zwei Felgen und neun freilaufenden Rollen, die in einem 45-Grad-Winkel montiert sind. Die Räder bewegen sich unabhängig voneinander. Dadurch kann die mobile Plattform aus dem Stand in alle Richtungen fahren: sowohl vorwärts und seitwärts als auch diagonal und im Kreis. Selbst in engen Räumen positioniert das Fahrzeug so bis zu + / — 5 mm genau — optimal für platzsparende und höchst präzise Automatisierungslösungen in der Logistik.

Höchste Präzision dank Zykloid­getrieben

Als Hauptbestandteil des Antriebskonzepts kommt den Getrieben eine besondere Bedeutung zu. Guter Wirkungsgrad, lange Lebensdauer und Wartungsfreiheit — das waren die wichtigsten Anforderungen für den Einsatz in der KMP 1500. Hinzu kamen Robustheit, sehr gute Positioniergenauigkeit, eine geringe Einbautiefe und die Möglichkeit zur Integration in ein Mecanum-Rad. Bereits seit vielen Jahren setzt Kuka auf die bewährte Zykloidgetriebetechnologie von Nabtesco. Auch bei der Entwicklung der neuen mobilen Transportplattform wollte man kein Risiko eingehen. «Angesichts unserer langjährigen Zusammenarbeit im Bereich der Robotik war Nabtesco auch im AGV-Bereich ein willkommener Partner», erzählt Wolfgang Bohlken. «Die Getriebe sind sehr leistungsfähig, präzise und robust und werden daher abteilungsübergreifend bevorzugt verwendet.»

In über 60 Prozent aller Industrieroboter sind die Zykloidgetriebe des japanischen Herstellers mit Europazentrale in Düsseldorf verbaut — damit ist Nabtesco der unangefochtene Weltmarktführer in der Robotik. Zu verdanken haben die Präzisionsgetriebe diesen Erfolg ihrem besonderen Konstruktionsprinzip. Dank der zykloiden Bauweise kommen sie im Inneren ohne Zahnräder aus und sind keinen Scherkräften ausgesetzt. Das macht die Getriebesysteme ausserordentlich zuverlässig, sehr genau und extrem widerstandsfähig. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine kompakte Bauweise, einen geringen Verschleiss sowie eine äusserst lange ­Lebensdauer aus.

High Speed auf engstem Raum

In der KMP 1500 kommen die kompakten und leichten Vollwellengetriebe der RF-P-Serie zum Einsatz. Für ihre herausfordernden Aufgaben im Radantrieb wurden die Getriebe vom Typ RF-19P nur minimal angepasst: Lediglich das Hauptlager wurde verstärkt, um höhere Radiallasten aufnehmen zu können. Mecanum-Rad, Getriebe und der direkt angeflanschte Motor bilden dabei eine kompakte Antriebseinheit. Da für jede der insgesamt vier Antriebseinheiten nur die halbe Fahrzeugbreite zur Verfügung stand, war eine geringe Bauhöhe erforderlich — Heimspiel für die RF-P-Serie. Denn die Einbausätze wurden genau für Anwendungen dieser Art konzipiert und erlauben auch auf kleinstem Raum hohe Drehmomentleistungen. So ermöglichen die Exzentergetriebe schnelle Taktzeiten und hohe Abtriebsgeschwindigkeiten von 200 min-1 und sind dabei trotzdem sehr kompakt gebaut. Aufgrund ihrer zykloiden Konstruktion mit zweistufigem Untersetzungsprinzip sind sie darüber hinaus verschleissarm und praktisch wartungsfrei. Daraus resultiert ein geringes Spiel über die komplette Lebensdauer von bis zu 20 000 Betriebsstunden.

«Dank der Zykloidgetriebe von Nabtesco konnten wir einen sehr kompakten Antriebsstrang realisieren. Sie arbeiten extrem präzis und ermöglichen erst die sehr hohe Positioniergenauigkeit der KMP 1500», erklärt Wolfgang Bohlken von Kuka. «Die einzelnen Fahrbefehle aus der autonomen Navigation können äusserst genau umgesetzt werden. Dadurch fährt die mobile Plattform sehr exakt auf der vorher berechneten Spur, und es ergibt sich ein überaus gutes Fahrverhalten. So sind weniger Korrekturbewegungen notwendig.» Kuka lobt ausserdem die sehr gute Verfügbarkeit, die Überlastfähigkeit, die lange Lebensdauer und die Verschleissfreiheit der Nabtesco-Getriebe.

Gemeinsam zum Erfolg

Doch nicht nur die Qualität der Produkte überzeugte, auch die Zusammenarbeit verlief absolut zufriedenstellend. «Wie bereits bei unseren anderen gemeinsamen Projekten war Nabtesco auch bei der KMP 1500 ein zuverlässiger und kompetenter Partner», betont Wolfgang Bohlken. So stellte auch die äusserst kurze Entwicklungszeit kein Problem für Nabtesco dar: Innerhalb kürzester Zeit konnten die Düsseldorfer Ingenieure Prototypen zur Verfügung stellen. Inzwischen sind aus den ersten Entwurfsmodellen längst produktionsreife Getriebe geworden, und die Kuka-Plattform versorgt Roboter und Maschinen perfekt getimet mit Material. Übrigens: Die vorhandene Antriebslösung kann problemlos skaliert und auf kleinere und grössere AGVs bzw. mobile Roboter übertragen werden. Weitere «Kollegen» sind also nicht ausgeschlossen.

Die industrielle Fertigung der Zukunft benötigt neue, modulare, vielseitige und vor allem mobile Fertigungskonzepte. Die KMP 1500 von Kuka wird diesen Anforderungen mehr als gerecht. Auch dank der eingesetzten Getriebelösungen von ­Nabtesco.

nabtesco.de