Schlauchpaketlösungen

Der Autor Lothar Schütz ist Geschäftsführer der Leoni Protec Cable Systems GmbH, Schmalkalden

Hart im Nehmen müssen sie sein, die Kabelsysteme und Schlauchpakete in modernen Roboteranlagen mit höchster Wiederholungsgenauigkeit. Hohe Prozessgeschwindigkeiten und millionenfacher Biegewechsel sorgen für extremen Bewegungsstress; raue Umgebungsbedingungen und end-lose Torsion sind für die eingesetzten Komponenten regelrecht Foltermaßnahmen.

Ein Roboter ist nur so gut wie seine Energiezuführung. Deshalb müssen Kabelsysteme und komplette Schlauchpakete eine hohe Medienbeständigkeit und extreme Prozesssicherheit aufweisen. Immer mehr Anwender setzen bei Robotern zum Schweißen, Schneiden, Nieten, Kleben, Handhaben oder in der Montagetechnik auf maßgeschneiderte Energiezuführungen.

Gefordert sind Schlauchpakete, die den Roboter schlank umgarnen und ihn in seiner Bewegungsfreiheit nicht unnötig einschränken. Das gilt natürlich besonders für alle 6-Achs –Roboter mit Bewegungsabläufen über den gesamten Arbeitsraum in sechs Achsen. Diese Sechsachser arbeiten über Kopf, können mühelos hinter sich greifen und sind selbst hängend einsetzbar.

Alles, was z. B. 6-Achs-Roboter zum Arbeiten benötigen – Strom, Daten, Wasser und Luft – wird über komplexe Energiezuführungssysteme mit Schutzschlauch eingespeist.

Diese Funktionspakete der modernen Roboter-Peripherie werden als extern installier-te Schlauchpakete punktgenau auf ihren jeweiligen Einsatz zugeschnitten und schlank am Roboter bis zur Handachse geführt. Der Spezialist Leoni Protec Cable Systems GmbH hat seit 1997 weltweit mehr als 10 000 komplett ausgestattete Energiezuführungssysteme ausgeliefert. „Unsere Stärke besteht darin, dass wir für jeden Roboter und jede Anwendung eine optimale Schlauchpaketlösung konzipieren – und das hestellerunabhängig und selbst in kleinen Stückzahlen“, unterstreicht Hans-Peter Kühn, Leiter der Engineering-Abteilung, in der jeder vierte der rund 70 Leoni Protec-Mitarbeiter tätig ist. „Schon ein flüchtiger Blick auf die diversen Hersteller und Modelle zeigt: jeder Roboter hat ein anderes Chassis und seine eigene Ergonomie, die die unterschiedlichsten Anforderungen an die Mimik der Schlauchpakete stellt“ so Kühn abschließend.

Zum Leoni Protec-Baukasten gehört ein breites Spektrum an unterschiedlichen Befestigungs- bzw. Supportteilen – vom klassischen Galgen über patentierte Federführungssys-teme und spezielle Abstandhalter (mit wenigen Handgriffen auf dem extern geführten Wellschlauch anbringbar), bis zu eigens entwickelten Ablagekörben für das Schlauch-paket rund um den Roboterfuß. Grundsätzlich werden die Funktionspakete so geführt, dass ihre mechanische Be-anspruchung möglichst ge-ring ist. Optimal ausgelegte Schlauchpakete folgen den Bewegungen des Roboters wie ein Schatten.

Die Schlauchpakete, basierend auf Wellschläuchen (Prowellrobot), von Leoni Protec unterscheiden sich vor allem im Inhalt. Funktionspakete mit dem größten 70 mm-Wellschlauch für Punktschweißanlagen in der Autoindustrie enthalten bis zu acht Leitungen:

– eine Schweißstromleitung für die Schweißzange

– eine geschirmte Steuerleitung für Datenübertragung und Schweißstromregelung

– hochflexible, abriebfeste Schläuche verschiedener Abmessungen für Druckluftversorgung, Zu- und Rückführung des Kühlwassers

– Steuerleitung und Druckluftschlauch bei zusätzlichem Greifer.

Bei Styroporschneidanlagen werden Absaugschläuche für Kunststoffreste, bei Hohlraumversiegelungsrobotern für Autos besonders temperierte Hochdruckschläuche für eine Temperaturhaltung von 800 °C der eingespritzte Wachsmischung eingesetzt. Die Wellschläuche werden zu 80 Prozent befüllt. Silikonfreie Schmiermittel, mit denen Kabel und Medienschläuche beschichtet werden, verhindern ein „Verhaken der Komponenten“ und gewährleisten „reibungslosen“ Betrieb.

So individuell wie der Aufbau der Schlauchpakete, ist auch ihr Inhalt.

Die im Wellschlauch geführten Kabel und Schläuche müs-sen höchste Wechselbelastungen zwischen Stauchungen, Torsion sowie Zugbelastung – auch durch die bis zu 30 kg schweren Schlauchpakete hervorgerufen – aushalten. Deshalb werden statt Standardkabel maßgeschneiderte Sonderkabel mit Bündelverseilung von der Schwesterfirma Elo-cab eingesetzt. Diese Kabel sind applikationsspezifisch optimiert. Alle Adern haben im Kabel ihren eingearbeiteten Bewegungsfreiraum, was den mechanischen Stress gleichmäßig verteilt und Aderbrüche sowie kostspielige Kabelausfälle verhindert.

Neue Ideen sind auch bei den übrigen Komponenten gefordert, die zu einem komplett ausgestatteten Schlauchpaket gehören. In der Entwicklungs-Pipeline sind u. a. besonders abriebfeste Hydraulikschläuche. Der Einsatz von Polyure-than soll hier den „Radiergummi“-Effekt verhindern und die Lebensdauer der Hydraulikschläuche erhöhen.

Auch bei Steckern, Verschraubungen und Tüllen steckt der Teufel im Detail. Das reicht von der Definition der Pin-Be-legung der Steuerleitungs-Stecker bis zur Festlegung der gesamten Medienschnittstel-le mit Anschlussvariantenänderungen von metrischen auf zöllige Verschraubungen – oder umgekehrt. Mit einem patentierten Knickschutz, der in Form einer ca. 10 cm langen Tülle direkt auf den Kabelmantel aufgezogen ist, wird bei extrem beanspruchten Leitungen ein zu starkes Abknicken des Kabels am Steckeranschluss verhindert.

Diese Detaillösungen werden von Leoni Protec im Dialog mit den Roboterherstellern, Linienbauern, Werkzeugherstellern und den Anwendern für eine reibungslose Montage und einen störungsfreien Betrieb entwickelt: „Plug & Play“ ist hier die Devise.

Internet

Ausführliche Informationen

Leoni Spezialkabel-Gruppe

KEM 558

Leoni Protec Cable Systems

KEM 559

Leoni Protec-Energiezuführungssysteme für die Robotik

KEM 560

Leoni Protec ist Teil der Leoni Spezialkabel-Gruppe, die mehr als 20 000 verschiedene Kabelkonstruktionen entwickelt hat und das Know-how von fünf Kabelspezialis-ten der weltweit tätigen Leoni AG zusammenfasst: Elocab Sonderkabel, Leoni Special Cables Friesoythe, Leoni Kabel, Leoni Ireland und Leoni Protec Cable Systems. Es werden maßgeschneiderte Sonderkabel (bereits ab 100 Meter), kundenspezi-fische Busleitungen, vollständig konfektionierte Kabelsys-teme, einbaufertige Energiezuführungen für die Robotik sowie umfangreiche Dienstleistungen angeboten. In Deutschland sind rund 20 Vertriebsingenieure flächendeckend tätig.