Laifu Harmonic setzt bei Präzisionsantrieben für hohe Lasten noch einen drauf: Das Modell 58 zielt auf die Gelenke von Schwerlast-Kollaborationsrobotern ab

Derzeit gestaltet der technologische Wandel im Bereich der künstlichen Intelligenz die Vorstellungswelt der Roboterindustrie neu – von flexiblen Fertigungslinien in Fabriken über Transportvorrichtungen in der Lager- und Logistikbranche bis hin zu humanoiden Robotern, die Schritt für Schritt das Labor verlassen. “immer intelligenter, immer leistungsfähiger und immer kooperativer” – das ist bereits der gemeinsame Trend, dem die neue Generation von Robotern folgt, und ganz an der Spitze dieser Entwicklung steht, Harmonisches UntersetzungsgetriebeAls “Kernkomponenten” der Robotergelenke sind diese Teile derzeit einer beispiellosen, durch die Nachfrage bedingten Belastung ausgesetzt – sie müssen nicht nur dem raschen Anstieg der Auslieferungsmengen gerecht werden, sondern gleichzeitig auch Durchbrüche bei den Abmessungen, dem Drehmoment und der Präzision erzielen.

Statistiken zeigen, dass es in China etwa 2 Millionen Roboter gibt, was etwa dem 4,5-Fachen des Zweitplatzierten Japan entspricht. Darüber hinaus gibt die Internationale Roboterverband (IFR) an, dass im Jahr 2024 von allen weltweit installierten Robotern 295.000 Stück, was etwa 541 TP3T entspricht, in China zum Einsatz kommen werden. Die Branche befindet sich insgesamt in einer Phase der Produktionsausweitung, doch die Zahl der Unternehmen, die tatsächlich in der Lage sind, eine stabile Serienproduktion im Bereich großer Abmessungen und hoher Drehmomente zu gewährleisten, ist gering. Als eines der führenden Unternehmen im Bereich der Harmonic-Getriebe in China konzentriert sich Laifu Harmonic seit langem auf den Bereich der Präzisionsantriebe und legt dank selbst entwickelter Zahnprofilkonstruktionen und Fertigungsverfahren kontinuierlich Wert auf die Fähigkeit zur Serienlieferung sowie auf die Produktstabilität. Angesichts der durch KI und humanoide Roboter ausgelösten neuen Nachfragewelle erweitert Laifu Harmonic seine Produktpalette weiter in Richtung “hohe Belastbarkeit”.

Harmonisches Getriebe Typ 58 – speziell für den Einsatz unter hoher Belastung entwickelt

Entsprechend dieser Ausrichtung baut Laifu Harmonic derzeit eine serienmäßige Produktpalette für den Bereich der kollaborativen Roboter mit hoher Traglast auf, die die Größenklassen 45, 50 und 58 abdeckt und sich vor allem auf Anwendungen mit kollaborativen Robotern mit hoher Traglast sowie auf Industrieroboter konzentriert. Dabei ist das Harmonic-Getriebe vom Typ 58 das Flaggschiffprodukt, das Laifu speziell für große kollaborative Roboter und Schwerlast-Industrieroboter entwickelt hat und das in Bezug auf die Schlüsselparameter eine umfassende Verbesserung darstellt.

Werfen wir zunächst einen Blick auf eine Reihe detaillierter Parameter: Das Modell 58 hat einen Außendurchmesser von 240 mm, seine Übersetzungsverhältnisse umfassen 100, 120 und 160, das Nenndrehmoment liegt zwischen 900 Nm und das Spitzendrehmoment liegt darüber, und die Übertragungsgenauigkeit beträgt weniger als 1 Bogenminute. Diese Parameter zeigen, dass dieses Produkt von Leifu Harmonic unter hohen Belastungen sowohl die Drehmomentabgabe als auch die Bewegungsgenauigkeit gewährleisten kann und sich somit für die hohen Anforderungen an Belastbarkeit und Stabilität bei großen kollaborativen Robotern eignet.

Mit anderen Worten: Der Typ 58 hat ein völlig neues Gleichgewicht zwischen der “Belastbarkeit” und der “Präzision” des harmonischen Getriebes gefunden. Dies bedeutet, dass Roboter, die damit ausgestattet sind, in Bereichen wie dem Automobilbau, der Schwermontage und der Logistik – also in Szenarien, in denen bisher vorwiegend herkömmliche Industrieroboter zum Einsatz kamen – als kollaborative Roboter komplexere und flexiblere Aufgaben bewältigen können.

Vom “Machbar” zur “stabilen Serienproduktion”

Tatsächlich bestehen die Herausforderungen bei großdimensionierten harmonischen Getrieben nicht nur im Aspekt der “Vergrößerung”. Seit langem sieht sich die Branche allgemein mit zahlreichen Problemen konfrontiert, darunter die schwierige Abstimmung von Toleranzen, unklare Mechanismen der Verformung der flexiblen Räder, mangelnde Konsistenz bei der Bearbeitung sowie Schwierigkeiten bei der Rückverfolgbarkeit der Prüfungen. Zudem ist es sehr wahrscheinlich, dass Abweichungen in jedem einzelnen Schritt während des Betriebs der gesamten Maschine zu Übertragungsfehlern, Geräuschentwicklung, Verschleiß oder einer verkürzten Lebensdauer führen.

Die von Laifu Harmonic angebotene Lösung für diese Probleme orientiert sich eher an einem Ansatz, den man als komplexe Systemtechnik bezeichnen könnte. Dank des innovativen Designkonzepts einer neuartigen Zahnform, die das Unternehmen eigenständig entwickelt hat, konnte die Belastbarkeit der gesamten Maschine deutlich um ca. 60% gesteigert und der Verschleiß um 40% reduziert werden. Die Genauigkeit dieser bidirektionalen Antriebsart konnte erfolgreich auf weniger als 40 Bogensekunden kontrolliert werden, die Lebensdauer wurde erheblich auf über 10.000 Stunden verlängert, und der Verlust an Steifigkeit beträgt über die gesamte Lebensdauer hinweg weniger als 20%. Bei der Entwicklung dieses entscheidenden Bauteils stützte sich das Unternehmen auf Technologien zur hochpräzisen Formkorrektur mittels 3D-Kurvenverzahnung sowie auf dynamische Verzahnung zur Erstellung präziser Simulationen. Dadurch wurde die Gesamteffizienz der Produktentwicklung um 50% gesteigert, während die Kosten gleichzeitig stetig um 30% gesenkt werden konnten.

Bei der Fertigung legt Laifu Harmonic den Schwerpunkt auf Konsistenz und Kontrollierbarkeit. Für die hocheffiziente Präzisionsbearbeitung von flexiblen Zahnrädern hat das Unternehmen ein auf dem mehrschneidigen, intermittierenden Zerspanungsverfahren basierendes Modell für die Zahnradfräsbearbeitung entwickelt, um Probleme bei der Vorhersage der Zahnflankenmorphologie und der Optimierung der Prozessparameter zu lösen. Für die hocheffiziente Präzisionsbearbeitung von starren Zahnrädern hat Laifu Harmonic eine Zuordnung zwischen Bearbeitungsfehlern und den Antriebsfehlern der Gesamtmaschine erstellt, führt mehrdimensionale Vergleiche durch und erreicht so eine präzise Steuerung der Antriebsfehler. Gleichzeitig verlängert das Verfahren der Oberflächenhärtung durch Kugelstrahlen die Lebensdauer der Produkte um 30%, und die auf historischen Leistungsdaten basierende Methode zur Vorhersage der Restlebensdauer hat eine Genauigkeit von 85% erreicht.

Diese Technologie existiert nicht isoliert. Für Roboterhersteller sind für Hochlastgelenke nicht nur einzelne Bauteile mit hohen Leistungsparametern erforderlich, sondern vielmehr Antriebslösungen, die stabil geliefert, verifiziert und rückverfolgbar sind. Für Hersteller von Harmonic-Getrieben gilt: Je komplexer die Anwendungsszenarien in der Robotik sind, desto stärker werden die kontinuierliche Weiterentwicklung der Verzahnungsform, der Materialverarbeitung, der Bearbeitungsgenauigkeit sowie der Lebensdauermodelle vorangetrieben. Die Einführung des Modells “Lufu Harmonic 58” ist ein Beispiel für diese „wechselseitige Befruchtung“.

Gegenseitige Bereicherung mit der Roboterindustrie

Zwischen Harmonic-Getrieben und Robotern besteht seit jeher keine einseitige Abhängigkeit. Die Weiterentwicklung der Roboterformen hat umgekehrt dazu geführt, dass bei den Kernkomponenten Durchbrüche in Richtung größerer Abmessungen und höherer Leistungsdichte erzielt wurden, und die Erweiterung der Leistungsgrenzen der Getriebe wiederum eröffnet neue Gestaltungsfreiheiten bei der Roboterentwicklung, wodurch bisher schwer zu vereinbarende Eigenschaften wie “hohe Traglast + kollaborative Arbeit” sowie “Geschicklichkeit + Kraft” nun möglich werden.

Ein konkretes Beispiel für diese “wechselseitige Stärkung” ist die Tatsache, dass das Produkt „Laifu Harmonic 58“ bereits auf den Markt gebracht wurde. Derzeit dringen große KI-Modelle immer schneller in den Bereich der verkörperten Intelligenz vor, und die Industriekette für humanoide Roboter wächst rasant. Unter diesen Umständen hat derjenige die größten Chancen, sich einen Platz in der nächsten Phase zu sichern, der als Erster große Baugrößen und hohe Drehmomente auf einem soliden Niveau realisieren und in die Serienproduktion überführen kann.

Lai Fu Harmonic: Das Unternehmen hat sich zunächst darauf konzentriert, ein Spezialist für eine bestimmte Art von Bauteilen zu werden, und hat sich nun weiterentwickelt, um tief in die gesamte Roboterindustrie einzusteigen und die erforderlichen Fähigkeiten zu erwerben, um den komplexen Anforderungen dieser Branche gerecht zu werden. Mit jedem einzelnen Gelenk treibt es die Evolution der chinesischen Robotik voran.