Wiederkehrenden Biege- und Torsionsbewegungen schädigen die Kabel durch das stetige Reiben. Von diesem Verschleiß hängt die Lebensdauer von Robotern ab.

Wiederkehrenden Biege- und Torsionsbewegungen schädigen die Kabel durch das stetige Reiben. Von diesem Verschleiß hängt die Lebensdauer von Robotern ab. Comau

Industrieroboter haben eine Lebensdauer von etwa 10 Millionen Zyklen. Der Kabelverschleiß bestimmt diesen Wert mit, denn die wiederkehrenden Biege- und Torsionsbewegungen schädigen die Kabel durch das stetige Reiben in ihrem Inneren. Das italienische Unternehmen Comau stellt Roboter zum Bewegen schwerer Teile sowie Fördereinrichtungen für Bauteile vorwiegend für die Automobilindustrie her. Diese tauschte bisher ihre Fertigungssysteme entsprechend der Produktzyklen aus. Üblicherweise läuft dabei ein Fahrzeugmodell etwa fünf Jahre bis zum Nachfolger und mit ihm kommen neue Maschinen und Roboter. Die Industrie tendiert mittlerweile jedoch zu flexiblen und langlebigen Robotern, die sich über mehrere Produktzyklen hinweg anpassen lassen. Das drängt Roboterhersteller zu veränderten Geschäftsmodellen, um flexiblere und kleinere Kinematiken zu entwickeln. Zudem verbreiten sich die kompakten Roboter in weiteren Branchen neben der Automobilindustrie, etwa in der Produktion von Elektronik oder bei Pick-and-Place Applikationen.

Kleine Roboter erfordern dünnere Kabel

Die Kleinroboter-Baureihe des Unternehmens sollte aus diesen Gründen flexibel und schnell sein. Die daraufhin entwickelte Racer-Serie, die sich unter anderem für Handling- und Montageanwendungen eignet, besteht aus kompakten Robotern mit hoher Präzision für Traglasten von 3 bis 7 kg. Für diese hat die Lapp-Gruppe platzsparende und widerstandsfähige Kabel entwickelt, welche die Lebensdauer der Roboter erhöhen sollen.

Die Arme und Motoren des Racer sind aufgrund der geringeren Traglast kleiner als bei den Robotern in der Automobilindustrie und benötigen daher auch kleinere Kabel.

Die Arme und Motoren des Racer sind aufgrund der geringeren Traglast kleiner als bei den Robotern in der Automobilindustrie und benötigen daher auch kleinere Kabel. Comau

Die Arme und Motoren des Racers sind durch die geringeren Traglasten kleiner als bei den Robotern in der Automobilindustrie. Entsprechend weniger Platz haben die Kabel, die die elektrische Energie für die Motoren liefern und die Daten, etwa von den Sensoren, austauschen. Dieser Trend zur Mini-Version ist jedoch beim Verkabeln ein Problem. Die entwickelten Kabel enthalten daher in den Aderverbund eingeflochten Nylonfäden, welche die Adern fixieren, auch wenn bei verdrehten oder verbogenen Kabeln. Dadurch reiben die Adern weniger aneinander und das Isolationsmaterial aus einem thermoplastischen Elastomer hält länger. Zusätzlich erhöhen um die Ader gewickelte Bandagen aus gleitfähigem Vlies oder Kunststoff die Lebensdauer der Kabel. Die Adern gleiten dabei leichter gegen den Mantel, was den Verschleiß der Kabel bei Torsionsbewegung zusätzlich verringert. Da die kleineren Motoren zudem weniger Leistung erfordern, können die Kabel dünner sein. Am Kabelmantel lässt sich dabei das meiste Material einsparen. Allerdings dürfen sich dadurch die elektrischen und mechanischen Eigenschaften nicht reduzieren. Daher bleibt die Isolationsstärke der Adern aufgrund der unveränderten Betriebsspannung gleich. Infolgedessen ist der Querschnitt der Adern der so genannten Servoleitungen zwischen Steuerung und Motor kleiner. Bei Bedarf sind die Kabel ebenfalls mit UL-Zertifizierung für den nordamerikanischen Markt erhältlich. Dort liegen die Ansprüche an das Brandverhalten und die chemischen Beständigkeit oft höher als bei europäischen Normen.

Lapp: SPS IPC Drives 2016: Halle 6, Stand 258

Comau: SPS IPC Drives 2016: Halle 7, Stand 206

Kleinroboterfamilie wächst

Comau hat seine Familie kleiner Roboter für schnelle Anwendungen auf engem Raum um den Racer 5-0.63 und Racer 5-0.80 erweitert. Sie basieren auf der technologischen Plattform des Racer 3 und sind für Nutzlasten von 5 kg ausgelegt. Dabei hat der Typ 5-0.63 eine Reichweite von 630 mm, der Typ 5-0.80 eine Reichweite von 809 mm. Die Roboter sind ebenfalls in der Open-Robotics-Version erhältlich, bei der sie in eine vorhandene, durch B&R-Technologie gesteuerte, Maschinen/Linienautomation integriert sind. Ein in einem 19-Zoll-Gestell montierter R1C-Controller lenkt jeweils die Roboter.