Hermes Award 2022

Plug-and-play-Antriebslösung für Robotik-Anwendungen: Tuaka

Sumitomo Cyclo Drive Germany gewinnt den Hermes Award 2022. Die ausgezeichnete Plug-and-play-Antriebslösung Tuaka ist aufgrund der Sensorik und des Thermomanagements für hochpräzise sensitive Anwendungen in der Service-Robotik sowie für die Interaktion mit dem Menschen geeignet. Das modulare Konzept und die Baukastensysteme ermöglichen eine anwendungsspezifische Konfiguration der nötigen Hardware.

Beim „Tuaka“ handelt es sich um einen komplett integrierten Antrieb für Roboteranwendungen und Automatisierungstechnik. Herzstück sind spielfreie, kompakte Präzisionsgetriebe gekoppelt mit einem leistungsstarken Servomotor auf kleinstem Bauraum bei geringem Gewicht. Die überdurchschnittlich hohe Steifigkeit des Cyclo-Getriebes reduziert Störeinflüsse – für hochpräzise Anwendungen und dynamische Bewegungskontrolle mit hoher Wiederholrate. Durch die baukastenartigen Konfigurationen mit hoch präzisen Encodern, integriertem Drehmomentsensor oder erweiterten Sicherheitsfunktionen integrieren sich die Aktuatoren flexibel in jede Art der Robotik-Anwendung.

„Durch die Verbindung mit einem leistungsstarken Servomotor sind alle Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt und gewährleisten eine höchstmögliche Leistungsdichte bei hoher Sicherheit. Die Entwicklung fokussierte auf die einfache und kosteneffiziente Systemintegration, um die Time-to-Market von Robotik-Anwendungen zu beschleunigen“, sagt Sebastian Markert, Department Manager Global R&D Servo Drive Systems bei Sumitomo.

Als Erfinder des Cyclo-Getriebes steht Sumitomo Drive Technologies für jahrzehntelange Erfahrung mit Präzisionsgetrieben und hohe Zuverlässigkeit bei Antriebslösungen. Dieses Know-how steckt gebündelt in den neuen Aktuatoren. Die vielen verschiedenen Konfigurationen ermöglichen den Einsatz nicht nur im Bereich der Robotik, sondern in allen Arten von Präzisionsanwendungen.

Baukasten-Prinzip: Konfigurierbar für jede Anwendung

Die neuen Aktuatoren mit dem Namen Tuaka sind von drei Basis-Versionen aus konfigurierbar:

  • Tuaka Active, bestehend aus Getriebe und Motor
  • Tuaka Servo, Getriebe, Motor und Encoder
  • Tuaka Drive, Getriebe, Motor, Driver und erweitertes Sicherheits-System (SBC, STO).

Die Zusatz-Optionen des Tuaka Active umfassen etwa eine integrierte Scheibenbremse und einen Drehmomentsensor mit maximalem Drehmoment von 157 Nm für das Erlernen von Arbeitsabläufen und noch mehr Sicherheit. Beim Tuaka Servo sind die verfügbaren EncoderVarianten SICK SES/SEM, Heidenhain KBI1335 und RLS AksIM-2TM. Der Tuaka Drive bietet zusätzlich erweiterte Sicherheitsfunktionen (SS1, SS2, SLS, SLP, SP-FSoE) und optional einen zweiten Encoder am Getriebeausgang. Alles Plug-and-play konfiguriert. Nur Kommunikationsleitung und Stromversorgung müssen angeschlossen werden. Die Aktuatoren weisen einen Außendurchmesser von 74mm bis 95mm auf und sind in den Übersetzungen 50, 80 und 100 erhältlich.

Herzstück:Präzisionsgetriebe mit Hohlwelle

Die hohe Leistungsdichte der Aktuatoren auf geringerem Bauraum bei geringem Gewicht wird durch die spielfreien Präzisionsgetriebe von Sumitomo Drive Technologies ermöglicht. Die Verdrehsteifigkeit der Cyclo-Getriebe ist mit bis zu 15,9 Nm/arcmin etwa doppelt so hoch als die eines marktüblichen Getriebes gleicher Bauweise und Größe. Gerade für hochpräzise Anwendungen mit einer hohen Wiederholungsrate garantieren die Präzisionsgetriebe ein stetig exaktes, zuverlässiges Ergebnis. Die Getriebe stellen auch bei Überlast die Funktion sicher und bleiben zuverlässig stabil. Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen oder im Umfeld von kollaborierenden Anwendungen ein klarer Vorteil.

„Die Tuaka-Aktuatoren erweisen sich als wahre Meister in Sachen Präzision und dynamischer Bewegungskontrolle, bei garantiert hoher Zuverlässigkeit mit gleichbleibender Leistung über die gesamte Lebensdauer“, so Sebastian Markert von Sumitomo Drive Technologies.

Unabhängig von der Konfiguration sorgen die verwendeten Komponenten der Aktuatoren immer für eine Hohlwelle. Trotz der kompakten Bauweise sind die Hohlwellendurchmesser mit bis zu 26,5mm großzügig ausgelegt. Durch diese Eigenschaft ist es möglich, Leitungen zur Versorgung, zur Kühlung oder für Messequipment durch das Innere der Getriebe zu führen und so eine saubere und platzsparende Konstruktion zu verwirklichen. Auch für Reinraumanwendungen oder im Inneren eines Roboters ist es so möglich, ohne externe Kabelführung auszukommen.

Der Gehäuseschutz nach IP-Klasse ist standardmäßig IP20 und erweiterbar auf 50, 62 oder 66. All dies kann zusammen mit dem höchstmöglichen Integrationsgrad angeboten werden, was den Antrieb zu einer der kleinsten Lösungen seiner Art macht.

„Mit den neuen Aktuatoren setzen Anwender sowohl einfache Steuerungen als auch hochkomplexe Cobot-Entwicklungen per Plug-and-play um. Robotik-Startups können etwa mehr und mehr kleine und mittelständische Unternehmen in den Blick nehmen, für die große IndustrieRoboter bisher nicht erschwinglich waren“, sagt Mathias Blaskovic, Produkt Manager MCD/ Servo Systems bei Sumitomo.

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