Terug naar overzicht

Wat is verdraaispeling bij een planetaire tandwielkast?

In industriële aandrijvingen is nauwkeurigheid van cruciaal belang. Een van de belangrijkste parameters die invloed hebben op de positioneerprecisie van een systeem, is de verdraaispeling — ook wel “backlash” genoemd. In dit artikel leggen we uit wat verdraaispeling precies is bij een planetaire tandwielkast van Apex Dynamics, hoe deze gemeten wordt, en waarom deze zo belangrijk is in high-end toepassingen.

Wat is verdraaispeling?

Verdraaispeling is de tandflankspeling in een overbrenging wanneer de ingaande as van draairichting verandert en de uitgaande as nog niet meebeweegt. Het is het resultaat van kleine spaties tussen de vertandingen van het tandwielmechanisme.

Bij een planetaire tandwielkast komt dit tot uiting als een minimale, maar meetbare rotatiespeling aan de uitgaande zijde wanneer de ingaande zijde stil staat of net van draairichting verandert.

Verdraaispeling wordt uitgedrukt in boogminuten (arcminutes):

• 1 graad = 60 boogminuten
• 1 boogminuut = 60 boogseconden

Hoeveel is 1 boogminuut in de praktijk?

Hoewel een boogminuut een kleine eenheid is, kan de impact op een toepassing aanzienlijk zijn, vooral bij lange afstanden of grote armen in robotica of positioneersystemen.

Voorbeeld: speling op 10 meter:
De afwijking veroorzaakt door 1 boogminuut op een armlengte van 10 meter kan als volgt berekend worden:

• Omtrek (booglengte) = hoek (in radialen) × straal
• 1 boogminuut = (1 / 60)° = (π / 10800) rad ≈ 0,000290888 rad
• Speling = 0,000290888 × 10.000 mm ≈ 2,91 mm

Dus 1 boogminuut verdraaispeling resulteert op 10 meter afstand in bijna 3 mm afwijking.

Bij hogere speling (bijvoorbeeld 5 boogminuten) wordt dit dus al snel 15 mm.

Typische verdraaispeling bij Apex Dynamics

Apex Dynamics levert planetaire tandwielkasten in verschillende nauwkeurigheidsklassen, waarbij de verdraaispeling per serie verschilt:

Serie	Type	Verdraaispeling (typisch)
PII	Economy-serie	< 8~12 arcmin
AB / AF /AD	High Precision	< 3~7 arcmin
AH / AP	Premium-serie	< 1~2 arcmin

Deze waarden zijn gemeten bij 2% van het nominaal uitgaand koppel en een enkeltraps overbrenging. Bij meervoudige trappen of hogere ratio’s kan de speling iets toenemen.

Waarom is verdraaispeling belangrijk?

In veel toepassingen is een kleine verdraaispeling essentieel voor nauwkeurige werking. Hieronder enkele sectoren waar dit kritisch is:

1. Robotica en cobots

In een robotarm kan verdraaispeling zorgen voor onnauwkeurige positionering van het gereedschap aan het uiteinde. Een kleine speling aan de as resulteert in een grote afwijking aan het einde van de arm. Dit kan problematisch zijn bij taken als pick-and-place, lassen of montage.

2. CNC-machines

In frezen of graveermachines bepaalt de verdraaispeling mede de herhaalnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit. Backlash veroorzaakt afwijkingen bij draairichtingwisselingen (bijvoorbeeld bij contourvolging), wat leidt tot onnauwkeurige bewerkingen.

3. Meetapparatuur en vision systemen

Bij toepassingen zoals laserscanners of positioneersystemen met optische feedback is elke afwijking merkbaar. Vooral bij metingen over grotere afstanden wordt zelfs 1 boogminuut relevant.

4. Verpakkingstechnologie

Snelle, herhaalde bewegingen met hoge precisie vereisen een aandrijving zonder speling om slijtage, foutieve uitlijning of stilstand te voorkomen.

5. 3D-printers en additive manufacturing

Precisie bij elke laag bepaalt de uiteindelijke kwaliteit van het object. Verdraaispeling leidt hier tot onnauwkeurige lagen of overschrijding van toleranties.

Hoe wordt verdraaispeling beperkt?

Bij Apex Dynamics wordt verdraaispeling op diverse manieren tot een minimum beperkt:

1. Nauwkeurige productie van tandwielen
   Slijpen, harden en precisie-passen zorgen voor minimale toleranties tussen tandflanken.
2. Gebruik van kegelwielen of spiraaltandwielen
   Deze zorgen voor vloeiende, nauwkeurige overbrengingen met minder speling.
3. Selectie van juiste overbrengverhouding
   Lagere ratio’s hebben in het algemeen minder cumulatieve speling dan hogere.
4. Productie controle en individuele metingen
   Apex Dynamics controleert alle reductoren uit de A-series op verdraaispeling.

Hoe kies je de juiste tandwielkast op basis van verdraaispeling?

Bij het selecteren van een tandwielkast is het belangrijk om niet alleen naar het koppel en toerental te kijken, maar ook naar de verdraaispeling. Enkele vragen om te stellen:

• Hoe groot is de afstand tussen motor en eindtoepassing?
• Is precisie belangrijker dan kosten?
• Is er sprake van snelle richtingswisselingen?
• Wordt absolute of herhaalnauwkeurigheid gevraagd?

In bijvoorbeeld pick-and-place robots is herhaalnauwkeurigheid cruciaal; een speling van 1 boogminuut kan al te veel zijn.

In positioneertoepassingen met hoge herhaalbaarheid is de keuze voor een Apex Dynamics premium-serie vaak gerechtvaardigd.

Samenvatting

Verdraaispeling is een subtiele maar belangrijke parameter die invloed heeft op de nauwkeurigheid en prestaties van mechanische aandrijvingen. Bij toepassingen waar positioneerprecisie vereist is, kan zelfs 1 boogminuut een merkbaar verschil maken.

Apex Dynamics biedt een breed scala aan planetaire tandwielkasten, met verdraaispeling vanaf minder dan 1 boogminuut. Voor elke toepassing — van eenvoudige verpakkingsmachines tot high-end cobots — is er een passende oplossing beschikbaar.

Neem contact op met onze specialisten of gebruik de Design Tool voor directe selectie op basis van jouw specificaties.