Traglasten von bis zu 1.500 kg meistert die KMP 1500 spielend: Der Transport kompletter Karossieren durch alle Fertigungsschritte ist somit kein Problem.
Foto: Kuka

Automatisierungstechnik

Nabtesco und Kuka machen Produktion mobil

Die Plattform KMP 1500 von Kuka bewegt sich autonom und flexibel im Raum. Für die nötige Präzision der Positionierung sorgt Nabtesco.

Als Johann Joseph Keller und Jakob Knappich 1898 in Augsburg das „Acetylenwerk für Beleuchtungen“ gründeten, hätten sie sich wahrscheinlich in ihren kühnsten Träumen nicht ausmalen können, wie sich ihre Firma einmal entwickeln sollte. Heute, 120 Jahre später, ist Kuka (die Abkürzung steht für „Keller und Knappich Augsburg“) einer der führenden Anbieter von Automatisierungslösungen und setzt als Technologieführer weltweit Standards.

Von Anbeginn baut das Unternehmen auf Ideen, Innovationen und Qualität. So machen sich die Bayern unter anderem in der Schweißtechnik und im Kommunalfahrzeugbau einen Namen. Immer wieder kommen neue Produktbereiche hinzu.1973 schreibt Kuka Geschichte als Robotik-Pionier und entwickelt den weltweit ersten Industrieroboter mit sechs elektromechanisch angetriebenen Achsen. Seitdem steht die Marke Kuka wie kaum eine andere für innovative Robotertechnologie und intelligente roboterbasierte Automatisierungslösungen von morgen.

Kuka legt Fokus auf Industrie 4.0 und Digitalisierung

In den heutigen Zeiten von Industrie 4.0 & Co richtet Kuka seinen Fokus vor allem auf die intelligente, digitale Fabrik und flexible Fertigungskonzepte. „Industrie 4.0 und Digitalisierung sind unsere Realität. Mensch und Maschine arbeiten sicher und effizient zusammen, smarte Robotik trifft auf mobile Logistik“, so Wolfgang Bohlken, Director R&D Mobile Robotics bei Kuka, und ergänzt: „Die Fabrik der Zukunft kennt keine vordefinierten Wege und starren Prozesse. Intelligente, autonome Fahrzeuge werden Roboter und Maschinen „on the fly“ mit anderen Werkzeugen ausstatten und es ermöglichen, die Produktion in einem bislang unvorstellbaren Ausmaß zu flexibilisieren.“

Maximale Flexibilität und Mobilität ohne Grenzen: das sind die Anforderungen an zukunftsfähige Fertigungsprozesse. Ausgestattet mit Mecanum-Rädern und Zykloidgetrieben von Nabtesco bewegt sich die mobile Plattform KMP 1500 von Kuka autonom und flexibel in alle Richtungen – und ermöglicht so eine intelligente Produktion.

Produktion mobil und fit für Industrie 4.0

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.

Nebtesco sorgt für höchste Präzision

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 % 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. Durch die 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.

Mit KMP 1500 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. 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.

„Durch die Zykloidgetriebe von Nabtesco konnten wir einen sehr kompakten Antriebsstrang realisieren. Sie arbeiten extrem präzise 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, Überlastfähigkeit, lange Lebensdauer und Verschleißfreiheit der Nabtesco-Getriebe.

Kuka und Nebtesco 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 getimed mit Material. Übrigens: Die vorhandene Antriebslösung kann problemlos skaliert und auf kleinere und größere AGVs beziehungsweise 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.

Antriebs- und Steuerungstechnik

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Getriebe

Zykloidgetriebe für den Werkzeugmaschinenbau

D2 Technology entwickelt CNC-Maschinen und setzt im Bereich der Präzisionsgetriebe zykloider Bauform seit Jahren auf das Know-how von Nabtesco.

Antriebs- und Steuerungstechnik

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Mit der RS-Serie hat Nabtesco hochpräzise Zykloidgetriebe im Portfolio, die sich durch eine kompakte Bauform, außergewöhnliche Kraft sowie hohe Positioniergenauigkeit auszeichnen und selbst schwerste Lasten spielend bewältigen.

Automatisierungstechnik

MRK-Applikationen auf der ICRA

Kuka präsentiert auf der IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA) zwei Applikationen zur Mensch-Roboter-Kollaboration.

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