Smarte Getriebe für die digitale Transformation

Im heutigen Zeitalter der Digitalisierung wird das erfolgreiche Zusammenspiel von Hard- und Software immer mehr zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Smarte Bauteile, moderne Sensorik, digital vernetzte Systeme und automatisierte Produktionsprozesse bestimmen den Kurs in Richtung Erfolg. Kurz gefasst: Keine Digitalisierung, keine Zukunft. „Die digitale Transformation ist eine der zentralen Herausforderungen unserer Zeit. Wer hier den Anschluss verliert, wird über kurz oder lang auf der Strecke bleiben. Moderne IIoT-Technologien und datenbasierte Lösungen unterstützen Unternehmen und machen sie zukunftsfit“, betont Daniel Obladen, Director Sales & Marketing bei Nabtesco Precision Europe. „Präzisionsgetriebe wie unsere Zykloidgetriebe und Wellgetriebe sind ein wesentlicher Baustein im Antriebsstrang von Robotern und Produktionsmaschinen und tragen in digitalisierten Automationsumgebungen maßgeblich dazu bei, die Produktivität und Effizienz zu steigern, die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren und Kosten zu senken.“

Digitalisierung und Datenanalyse

Nabtesco bündelt eine sehr große Getriebeexpertise, moderne Elektronik- und Softwareentwicklung, langjährige Erfahrung und mechatronische Systemkompetenz in der Unternehmensfamilie. Dieses Knowhow bildet die Basis für neue Entwicklungen und zukunftsweisende Lösungen. Einer der aktuellen Schwerpunkte liegt auf der Digitalisierung von Getrieben. Hybridisierung, digitaler Getriebe-Zwilling, Machine Learning, Big Data und KI sind die Schlagworte.

Daten sind der Treibstoff der digitalen Transformation und Türöffner für neue Möglichkeiten wie Condition Monitoring und Predictive Maintenance. Die Erfassung der Betriebs- und Prozessparameter kann direkt über reale Sensoren oder indirekt über virtuelle Sensoren erfolgen. Die hohe Kunst besteht in der Analyse und Aufbereitung der Daten. Erfahrung, Expertise und Verständnis für die applikationsspezifischen Besonderheiten sind dafür unabdingbar, denn eine hohe Güte der zugrundeliegenden Daten sowie eine fundierte, detaillierte und hochwertige Auswertung sind von immenser Bedeutung für die Qualität der Ergebnisse. Nabtesco hat sich hier gut positioniert. Ob digitale Getriebemodelle, sensorisierte Wellgetriebe oder hybridisierte Zykloidgetriebe: Die Lösungen des Unternehmens vereinen Knowhow und Kompetenz aus mehr als 35 Jahren und liefern passende Antworten auf aktuelle Fragen.

Sensorisiertes Wellgetriebe

Das digitale Wellgetriebe – entwickelt und produziert in Limburg an der Lahn – integriert smarte Sensorik bei gleichen Abmessungen wie ein Standardgetriebe und bietet damit eine bauraumneutrale Lösung. Das ist ein großer Vorteil für die Anwender. Sensoren ermitteln Drehmoment, Temperatur sowie Vibration. Zusammen mit Erfahrungswerten aus der Praxis lassen sich so verlässliche Rückschlüsse auf den Zustand des Getriebes ziehen. Die integrierte Electronic Evaluation Unit (EEU) übernimmt die Auswertung der Daten und sendet sie direkt über das Bussystem an die übergeordnete Steuerung. Der Betreiber erhält Handlungsempfehlungen und kann frühzeitig auf sich ändernde Parameter reagieren und entsprechende Maßnahmen einleiten. „Mit unserem sensorisierten Wellgetriebe erweitern wir unser Angebot an digitalen Lösungen und wollen die Antriebstechnik in die Zukunft führen“, fährt Obladen fort. „Unser Produkt kombiniert die hochpräzise, spielfreie Technik mit smarter Sensorik und künstlicher Intelligenz – und das ganz ohne Baugrößenveränderung. Damit löst es zentrale Probleme unserer Kunden und trägt zu mehr Effizienz und Leistung, zur Ressourcenschonung und hoher Wirtschaftlichkeit bei.“

Digitaler Getriebe-Zwilling

Einen anderen spannenden Weg geht Nabtesco bei den Zykloidgetrieben. Als erster Anbieter öffnet das Unternehmen die Getriebe-Blackbox und stellt Roboterherstellern mit einem Add-on für die Robotersteuerung getriebespezifische Daten und Charakteristiken zur Verfügung. Das Ziel: Eine digitale Nachbildung des haptischen Getriebes mit seinen relevanten Eigenschaften. Der digitale Getriebe-Zwilling soll dabei mit Werten arbeiten, die ohnehin zur Verfügung stehen. So erlaubt der Drehzahl- und Drehmomentverlauf in Kombination mit einem Pool an statistischen Daten aus über 35 Jahren Getriebeentwicklung detaillierte Rückschlüsse über den Zustand des Getriebes und damit seine Restlebensdauer. „Nicht alle Daten lassen sich mittels externer Sensoren erfassen. Das trifft z.B. auf die Steifigkeit zu – und natürlich die Erfahrungswerte aus der Entwicklung“ erklärt Obladen. „Wir führen umfangreiche Tests durch, bevor ein Getriebe auf den Markt kommt und wissen daher genau, wie sich das Getriebe verhält, wenn es verschleißt oder welchen Einfluss Temperatur und Schmierstoff haben. All diese Parameter fließen in die Robotersteuerung mit ein.“

Chancen und Potenzial

Die Digitalisierung erfordert ein Umdenken: Technologien, Produkte, Prozesse – alles muss auf den Prüfstand. Gleichzeitig eröffnet sie unglaubliche Möglichkeiten. Ob Berechnung der realen Getriebelebensdauer, Bestimmung des Getriebefehlers oder Erkennen von Überlast, Verschleiß, Effizienzverlust, ungeeigneten Betriebspunkten sowie Missuse-Fällen: Digitale Getriebelösungen ermöglichen es, das reale Betriebsverhalten und die konkrete Belastung jeder einzelnen Achse von Maschinen und Robotern in Echtzeit zu verfolgen. Bei Unregelmäßigkeiten oder Verschleißerscheinungen kann unmittelbar gegengesteuert werden. Das Ergebnis: reduzierter Wartungsaufwand, planbare Serviceeinsätze, weniger Downtime, mehr Maschinen-, Anlagen- bzw. Roboterverfügbarkeit, deutliche Effizienz- und Performance-Steigerungen sowie niedrigere Gesamtbetriebskosten. Summa summarum ergeben sich so Einsparpotenziale im zweistelligen Prozentbereich.

Getriebe der Zukunft

Und die Digitalisierung leistet noch weit mehr. Sie revolutioniert Produktionsprozesse, erschließt Wachstumspotenziale und macht den Weg frei für völlig neue Geschäftsmodelle, Anwendungen und Services. Getriebe sind das Herz von Maschinen bzw. Robotern und bilden damit einen wichtigen Eckpfeiler bei der Digitalisierung in der Fertigungsindustrie. Sie übertragen und wandeln Drehmomente, Drehzahlen, Drehrichtungen sowie Kräfte und geben das Tempo bzw. den Takt vor. Die Zykloid- und Wellgetrieben von Nabtesco decken ein Drehmomentspektrum von 7 bis 70.000Nm ab, erfüllen ausgesprochen hohe Anforderungen in puncto Präzision, Drehmomentkapazität sowie Drehmomentdichte und sind durch die beschriebenen Features bereit für das digitale Zeitalter. „Um immer auf dem neuesten Stand der Technik zu sein, entwickeln wir unsere Produkte und Services kontinuierlich weiter – immer mit Blick auf die Anforderungen der digitalen Fabrik“, resümiert Daniel Obladen. „Aktuell arbeiten wir unter anderem daran, wie sich Bewegungszyklen verbessern lassen, um die Lebensdauer bestimmter Bauteile zu erhöhen oder den Energieverbrauch zu senken.“