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ロボット

シェフラーは数十年にわたり、ラジアル、アンギュラコンタクト玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受など、従来の軸受コンポーネントをベースにした産業用ロボット向けの包括的なポートフォリオを提供しています。長年にわたり、多関節ロボットに適した特殊製品として、例えば、歯付き・歯なしのクロスローラベアリングやアンギュラコンタクトローラベアリングが追加されてきました。

アプリケーション

小型ロボットは、単調なハンドリングや組み立て作業の自動化のために、多くのシーンで使用されるようになってきてます。
小型ロボットは、単調なハンドリングや組み立て作業の自動化のために、多くのシーンで使用されるようになってきてます。

ロボットによる自動化のためのベアリングソリューションとダイナミックモーションシステム

今日、単調なハンドリングや組み立て作業の自動化、接着剤やシーリング剤の塗布、部品の組立などに、小型ロボットや協働ロボット、いわゆるコボットの利用が増えてきています。非常に細い多関節アームと比較的大きな動作範囲により、荷重と軸受、あるいは荷重と多関節アーム用ギアとの間のレバー比が大きくなります。また、レンジエクステンダーとして使用されるリニアシステムには、長距離にわたって負荷が掛かります。そのため、比較的小さい荷重にもかかわらず、非常に高い剛性と高い負荷容量が要求されます。また、軽量化されたロボットをさらに発展させるためには、同じ設計範囲内でより大きな負荷容量が必要となります。シェフラーは、このような市場力学を考慮し、コボットソリューションとして、それぞれの新しいベンチマークとして新製品を発表しています。

製品紹介

小型ロボットのための新しいベアリング

シェフラーは、小型ロボットや協働ロボットの多関節アーム用に、全く新しいタイプの軸受を開発しました。複列アンギュラコンタクト針状ころ軸受XZUシリーズです。XZUシリーズは、多数の転動体と高剛性の線接触、2つの軌道面による内部支持距離により、同サイズのクロスローラベアリングと比較して、傾斜剛性を最大30%、摩擦を20%向上させ最適な値を提供します。また、最適化された保持器設計により、潤滑ポケットが形成され、転がり接触部に適切な形で潤滑剤が保持されてます。摩擦の低減だけでなく、軸受の密閉性の向上と信頼性の向上にもつながります。

ロボットメーカーは、新しいXZU複列アンギュラコンタクト針状ころ軸受を小型ロボットに使用することで、さらに小型、軽量、高剛性の多関節アームを設計することができるようになりました。メリット:ロボットアームの振動を大幅に低減し、制御剛性を向上させることができます。

新型軸受:複列アンギュラ針状ころ軸受XZUシリーズ
新型軸受:複列アンギュラ針状ころ軸受XZUシリーズ

ロボット軽量化のための新型精密波動歯車装置

波動歯車装置「DuraWave」RTシリーズも、同様の目的で開発されています。成熟された設計と経験豊富なサプライヤが存在する市場で成功するためには、開発における大きな飛躍が必要です。そのため、シェフラーはDuraWave波動歯車装置RTWHシリーズにも新しいアンギュラコンタクト針状ころ軸受を使用しています。また、自動車市場向けの高強度歯車の成形に関する専門知識を、産業部門に展開しています。波動歯車装置は、バックラッシュフリー、位置精度が高く、コンパクトな設計で、非常に長い稼動寿命が特徴です。現在、DuraWave RTシリーズは、14、17、25、32の4つのサイズで、ギア比は100から160、公称トルクは約25から約900Nmまで提供しています。

RTWH DuraWave 波動歯車装置は、特に高い位置精度と非常に長い動作寿命を特徴としています
RTWH DuraWave 波動歯車装置は、特に高い位置精度と非常に長い動作寿命を特徴としています

協働ロボット向けUPRS PCBモータ

UPRS PCBモータは、未来志向のコンパクトでダイナミックな協働ロボット向けドライブ向けに、ドライブ技術を論理的に発展させたものです。最大23%の軽量化と27%の全長の短縮化により、同径のモータと比較して最大59%の性能密度の向上と、最大189%の出力密度の向上を達成しました。つまり、シェフラーのUPRS PCBモータを使用すれば、ロボットをより小型でより強力な駆動を可能にするということです。優れた放熱性に加え、モータ設計の最適化により、コギングトルクはほぼ0(ゼロコギング)を可能にしています。このモータは2022年初めに上市を予定しており、まずは14、17、25、32の4つのサイズの展開を予定しています。このモータは、シェフラーの波動歯車減速装置DuraWaveRTシリーズに合わせて最適化されていますが、単体でのご使用も可能です。

協働ロボットの駆動技術を論理的にさらに発展させた、シェフラーのUPRS PCBモータ
協働ロボットの駆動技術を論理的にさらに発展させた、シェフラーのUPRS PCBモータ

ロボットのためのレンジエクステンダー

シェフラーは、ロボットの作業範囲を大幅に拡張するレンジエクステンダーとして、プラグアンドプレイ対応のリニアアクチュエータを提供しています。これらは個別の完全なユニットとして設計されており、サーボギアモーター、サーボコントローラー、ケーブルトラックソリューション、ロボットの床または天井設置キットが付属しています。駆動方式は、用途に応じて3枚歯ベルト駆動とボールねじ駆動のいずれかを選択することができます。

X軸とZ軸のシステムも、シェフラーの幅広いモジュールシステムから2つのリニアアクチュエータを使用することで簡単に協働ロボット用に適応することができます。2軸の移動範囲が広がることで、より小型・軽量なロボットを使用することができる場合もあります。

シェフラーは、プラグアンドプレイ対応のリニアアクチュエータをレンジエクステンダーとして提供しています。
シェフラーは、プラグアンドプレイ対応のリニアアクチュエータをレンジエクステンダーとして提供しています。

シェフラー拡張現実ARスマートフォンアプリ – ロボット 

シェフラーの小型ロボット向け製品の数々がモバイル端末でバーチャルに体験することができるようになりました。

拡張現実ARアプリは、小型ロボットや協働ロボットのデジタル画像を、目の前の現実世界に重ね合わせて表示します。

また、シェフラーのXZU(ロボット用アームおよび減速機用軸受)、DuraWave(波動歯車装置)、UPRS PCBモーター、Range Extension(リニアシステム)製品についての詳細もご覧いただけます。

サービス

ご相談・計算・製品選定

研究開発、トライボロジー、材料技術、技術試験、現場での軸受解析、トレーニング、上級トレーニングなど、シェフラーのエンジニアは、初期段階からお客様の専門家としてご相談に応じます。設計・シミュレーションの分野では、ベアリング計算プログラム「BEARINX」など、継続的にサービスの幅を広げています。このプログラムにより、多関節ロボットアームの転がり軸受にかかる荷重を、様々な環境条件を考慮しながら非常に正確に表示、計算、レポート化することができます。多関節関節の軸受の傾きや歯車の剛性、さらには多関節アームの変形も考慮することができます。そのために、個々の転がり接触部に至るまで軸受荷重を計算します。

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