움직임이 동기화된 리프팅 테이블

로봇 용접라인에서 가공을 위한 섀시부품을 정확하게 배치하려면, 정밀한 포지셔닝 시스템이 필요하다. 이러한 과제를 맡는 것이 리프팅 테이블인데, 제 위치에 부드럽고 정밀하게 배치해야 한다.

스벤 쉬르만(Sven Schürmann): Leantechnik AG 마케팅팀

자동차 산업에서 완성차가 출고하기까지는 수백 번의 공정이 필요하고, 수천 번의 용접 과정을 거쳐야 한다. 최대 700여 판재를 이어 붙여야 비로소 자동차 차체가 완성된다. 언더플로어나 엔드 프론트는 우선 모듈로 조립된다. 제조 셀에서는 산업용 로봇과 용접 로봇들이 이러한 작업을 효율적으로 처리한다. 프레스 플랜트에서 판재 부품을 담은 컨테이너를 로딩하거나 언로딩하고, 부품을 서로 접합하거나 용접 작업을 수행한다. 이때 로봇이 부품을 수용하는 그립 동작이 빗나가는 것을 방지하기 위해, 각각의 부품은 정해진 위치에 정확하게 배치해야 한다. Lifgo 랙&피니언 기어를 바탕으로 설계된 리프팅 테이블은 부품 컨테이너를 받아, 정해진 위치와 필요한 작업 높이에 정확하게 배치한다.

독일 루르 지역에 위치한 기어 제조사 Leantechnik은 정확한 토크 전달을 위해 R+W Antriebselemente의 정밀 조인트 샤프트를 사용한다. 1990년에 설립된 Leantechnik은 정밀 커플링과 정밀 조인트 샤프트를 제작한다. R+W는 금속 벨로우즈 커플링 분야에서 마켓쉐어이며 정밀 커플링 부문에서 기술 선구자이다. 170명의 직원들은 운터프랑켄 공장과 유럽, 미국, 중국의 지사 등에서 새로운 제품개발과 제작에 힘쓰고 있다. 이 업체는 연결 요소 분야에서 토크를 마찰 결합 방식으로 전달하는, 유연하고 비틀림이 방지된 조인트 샤프트를 생산한다. Leantechnik은 약 15년 전부터 부분적으로 그리고 기능적으로, 완성된 시스템에서 R+W의 진동 감쇠 제품을 사용하고 있다.

진동 감쇠 조인트 샤프트가 정밀성을 책임진다

정확한 리프팅 동작을 위한 Leantechnik 정밀 리프팅 테이블: 진동 감쇠 조인트 샤프트 연결하고 Lifgo 랙&피니언 기어를 장착하였다.

„Leantechnik은 리프팅 테이블에 사용하던 카르단 샤프트에 대한 대안을 찾고 있었습니다. 카르단 샤프트는 중간의 조인트가 있어 작동이 매끄럽지 못하고 리프트 운동의 정밀성을 떨어뜨립니다.“(크리스토퍼 몬카, R+W 북서 지역 판매 매니저) 하지만 이런 문제는 유격이 없고 진동을 감쇠하는 R+W의 조인트 샤프트로 해결할 수 있었다. R+W의 모델 라인 EZ2는 축 간격 최대 6m까지 중간 베어링 없이 커버할 수 있다. 이 조인트 샤프트는 진동과 토크 충격을 보상하기 위해 엘라스토머 림을 구비하였다. 또한 엘라스토머 림은 축 방향, 횡방향 및 각도에 의한 오프셋을 보상하고, 클램핑 허브를 통해 연결된다. 이 클램핑 허브 덕분에 반경 방향으로 쉽게 조립할 수 있다. 두 커플링 바디는 반경방향 흔들림이 최적화된 알루미늄 파이프를 통해 연결된다. 커플링 바디는 직경이 5 ~ 140mm인 구멍을 가질 수 있고, 피크 토크 25000Nm를 문제 없이 전달할 수 있다. 엘라스토머 림은 TPU(폴리우레탄) 재질로, 다양한 쇼어 경도로 제작할 수 있다. „A“ 디자인은 98 Sh A로 감쇠력이 우수하고, 버전 „B“는 64 Sh D로 비틀림에 다소 강하다.

샤프트 오프셋 보상 및 동시적인 수직 방향 리프트

„R+W의 조인트 샤프트는 두 가지 측면에서 장점이 있습니다. 이 조인트 샤프트는 우리가 생산하는 리프팅 테이블에서 정확한 토크를 전달합니다. 이 조인트 샤프트는 각 기어에서 구동 샤프트의 뛰어난 래디얼 런아웃 정확도를 유지하여, 장착이나 정비 시에 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.“(라인하르트 멜취, Leantechnik 설계 매니저) 이 정밀 조인트 샤프트는 긴 샤프트 거리를 커버하고 오프셋도 보상할 수 있다. 뺄 수 있는 중간 파이프 때문에 이미 정렬된 기계의 위치를 바꾸지 않고 샤프트를 조립하거나 분해할 수 있다. „리프팅 테이블은 뛰어난 반복 기능성과 정확한 포지셔닝 그리고 정확한 리프팅을 구현해야 합니다. 우리는 R+W의 정밀 조인트 샤프트를 통해 고도로 정확한 랙&피니언 기어에 대한 완벽한 보완책을 찾았습니다.“(라인하르트 멜취)

비틀림 강성과 유연한 요소: R+W는 중간 베어링 없이 조인트 샤프트의 긴 축 간격을 커버한다.

Leantechnik은 리프팅 테이블 외에 부분적으로 그리고 기능적으로 완성된 시스템을 제작한다. R+W는 조인트 샤프트 설계를 위한 적절한 컨설팅으로 Leantechnik을 지원한다. „당사 시스템의 디자인과 역동성에 따라 최대 작동 회전속도, 비틀림 강성 또는 연결 요소의 가속 모멘트에 대한 요건이 달라집니다. R+W는 힘을 전달하는 커플링과 조인트 샤프트에 대한 완벽한 프로그램으로 항상 적합한 제품을 제공하고 있습니다.“(라인하르트 멜취) 기어 전문업체인 Leantechnik은 자동차 산업에서 견고한 Lifgo 랙&피니언 기어를 기반으로 차체 제작 시 다양한 임무를 맡는 리프팅 테이블을 제작한다. 이 리프팅 테이블은 어셈블리 조립에서 부품 컨테이너를 배치하거나 빈 스테이션에 대한 변이형 역할을 한다. Leantechnik의 리프팅 테이블은 상향-하향 컨베이어에 대한 대안이 되고 있으며, 하중이 무겁고 빠른 속도에서도 ±0.01 mm의 포지셔닝 정확도를 유지한다. 리프팅 테이블은 사이즈 5.1의 Lifgo 랙&피니언 기어 네 개로 형성되는데, 이들 기어는 최대 125cm의 수직 방향 리프팅을 실현할 수 있도록 설치되었다. 이 기어는 트랜스퍼 기어와 마주 보는 두 개의 기어를 마찰 결합 방식으로 연결된, R+W의 조인트 샤프트로 구성되는 리프팅 시스템을 통해 동기화된다. 구동은 전동 기어 모터를 통해 효율적으로 이루어지는데, 사용 목적과 필요한 공간에 따라 리프팅 테이블 구조 가운데에 모터를 장착할 수도 있고, 외부에 설치할 수도 있다. 부품 컨테이너 수용은 기어 상부에 있는 네 개의 포인트를 통해 이루어진다. 맞물림 후에 Lifgo 기어 네 개가 동시적으로 수직 방향으로 움직여 부품 컨테이너가 필요한 작업 높이로 이동한다.

높은 횡방향 힘을 수용하기 위한 랙&피니언 기어

빠르고 정밀한 동기화된 시스템을 위해, 포지셔닝 정확도와 반복 정확도를 위해 랙&피니언을 장착한 Lifgo 5.1의 랙&피니언 기어

Lifgo 사이즈 5.1의 기어는 리프팅 힘은 3800N이다. Leantechnik의 모든 랙&피니언 기어는 4중 롤러 가이드와 직선으로 안내되는 정밀 랙&피니언 기어가 특징이다. 이 정밀 랙&피니언 기어는 리프팅 힘, 속도, 포지셔닝 정확도를 실현할 수 있다. Lifgo 랙&피니언 기어는 사이즈 5.1 외에 5.3이나 5.3 사이즈로도 구매할 수 있다. 하중이 무거워도 최대 3m/s의 속도를 달성하고 높은 횡방향 힘을 수용할 수 있다. Lifgo 5.4는 특수 사이즈로, 특별히 무거운 하중과 긴 리프트에 적합하다. Lifgo 기어는 견고하고 수명이 길다. 표준 디자인 외에 평행하게 움직이는 두 개의 랙& 피니언 기어를 가진 Lifgo 듀얼과 긴 리프팅을 위한 Lifgo linear 그리고 백래쉬를 조정할 수 있는 Lifgo Excenter 등이 있다.

Leantechnik은 랙&피니언 기어를 탑재한 기어 외에 동기화 리프팅 작업을 위해 곡선으로 안내되는 랙&피니언 기어를 적용한, 이른바 Lean SL 기어를 제공한다. 모든 기어는 사이즈, 연결 치수, 피니언 샤프트 단부가 동일한 모듈 시스템 구조이다. 모듈 시스템으로서 이들 기어는 동기화된 리프팅 운동과 운반 동작 영역에서 모든 시스템과 조합할 수 있는 많은 가능을 제공한다. Leantechnik은 leantranspo라는 제품명으로 리프팅 테이블 외에 부분적으로 완성되거나 기능상 완성된 시스템을 제작한다. 이 시스템들은 정밀 기어 외에 추가적인 부착 부품, 모터, 강 구조를 갖고 있다.

진동 감쇠가 정밀성을 보장한다.

슈테파니 미헬(Stefanie Michel), 구동 기술 에디터