3D Energieketten für Roboter Anwendungen

Bewegliche Energieketten für Roboter

Um eine sichere und wartungsarme Energieführung, für die teilweise sehr komplexen Bewegungen eines Industrieroboters zu gewährleisten, bedarf es auch die dazu passende Energieführungskette und Leitung. Mit dem triflex® R Produktprogramm deckt igus genau diese Komplexität ab. Es wird für nahezu jeden Roboter eine optimale und individuelle Lösung angeboten. Durch eine große Vielfalt an Zubehörteilen ist das triflex® R Energiekettensystem auf viele Anwendungen und unterschiedlichste Bewegungen eines Roboters adaptierbar.

igus bietet mit dem kostenlosen Online-Tool "Quick Robot" die Möglichkeit, in wenigen Sekunden die passende Konfiguration zur Energieführung zu wählen. Der Konfigurator gibt eine bildliche Darstellung der Produkte am Roboter und eine Stückliste über das benötigte Material aus.

Sämtliche igus® Robotik-Komponenten werden im werkseigenen Labor getestet und seit vielen Jahren in anspruchsvollen Anwendungen zuverlässig eingesetzt. Dazu zählen unter anderem:

• Rückzugsysteme
• Roboterleitungen
• Energieführungen für Achsen und Zubehör für Achsen
• Schlauchpakete
• Anschlusselemente für Energieketten

Igus' primäres Ziel ist es, die gesamte Energiezuführung im Bereich Robotertechnik sicher zu gestalten. Hier konzentriert igus sich nicht nur auf den mechanischen Schutz, sondern betrachtet die gesamte Anwendung inklusive der speziell für den Einsatz am Roboter entwickelten Leitungen. Dieses Angebot deckt igus mit chainflex® (Leitungen für bewegte Anwendungen) sowie readycable® (konfektionierte Leitungen) ab. Neu im Markt ist die TRX Energiekette, welche teleskopierbar, vierdimensional und platzsparend ist. Durch den Teleskop-Mechanismus bewirkt sie einen Rückzugsweg von bis zu 40 Prozent. Mit der TRX Energiekette können Gewicht und Kosten gespart sowie Schlaufenbildungen reduziert werden - ein innovatives Produkt im Bereich Kabelschutzsysteme.

3D Energieketten bei Industrierobotern im Flugzeugbau

Einem Unternehmen aus dem Flugzeugbau ist es gelungen, das Nieten zu automatisieren. Die Mehrachsroboter stehen bei einem großen Flugzeugbauer links und rechts neben dem aufgebockten Flugzeugrumpf in der Fertigung. Sie sind auf Plattformen montiert, die sich über Lineareinheiten in mehrere Meter Höhe fahren lassen. In der richtigen Höhe angekommen, bewegt sich der Roboter über sechs Achsen millimetergenau zum Arbeitspunkt. Er bohrt ein Loch ins Metall, fräst eine Senke für den Nietkopf, saugt den Staub ab, trägt Dichtmittel auf und setzt die Niete.

Steckbrief/Übersicht

• Was wurde benötigt: 3D-Energiekettensystem igus triflex R mit Rückzugsystem triflex RSE, twisterchain
• Anforderungen: Anzahl und Gewicht der Leitungen reduzieren, Ausfallzeiten und Kabelbrüche vermeiden
• Branche: Aerospace, Flugzeugbau
• Erfolg: Durch triflex 3D-Leitungsführungen erreichen die Roboter eine bessere Beweglichkeit, was zur Einsparung von Montagezeiten führt

Problem

Für die Mehrachsroboter suchte das Unternehmen aus dem Flugzeugbau nach einem geeigneten Lösungsansatz für die Energiezuführung. Das Problem lag allerdings darin, eine Leitungslösung zu finden, die zugleich zuverlässig, widerstandsfähig und vertrauenswürdig ist. Erschwerend kam eine hohe Anzahl und ein daraus resultierendes hohes Gewicht der zu führenden Leitungen dazu. Die Werkzeuge am Endeffektor der Roboter sind mit zahlreichen Energie-, Pneumatik- und Datenleitungen verbunden. Diese Leitungen müssen den Verrenkungen des Arms auch in hohem Tempo perfekt folgen können. Das Unternehmen hatte in der Vergangenheit konventionelle Wellrohre in Benutzung, die sich aber nicht als effizienter Lösungsansatz entpuppten. Durch die schnelle Abnutzung durch Reibung sind sie an vielen Stellen gebrochen, was im Betrieb zum gesamten Austausch des Rohres inklusive Leitungsdemontage geführt hätte. Die Folge daraus: mehrere Tage Maschinenstillstand.

Lösung

Das Unternehmen entschied sich für das igus triflex-Sortiment. Die schlauchähnlichen Schutzkäfige aus verschleißfestem Kunststoff folgen selbst den extremsten 3D-Bewegungen von Industrierobotern. Die Leitungen und Kabel sind geschützt vor mechanischem Stress durch Zuglast, Verdrehungen und Ausdehnung. Mit dem triflex RSE Rückzugssystem bewegen sich die Energieketten dicht am Arm und schlagen so nicht an das Flugzeug. Gelangt der Roboterarm nach einer Bewegung in seine Ausgangsposition zurück, zieht das mechanische System die Kette zurück. Dem Roboterarm wird vollste Bewegungsfreiheit garantiert, ohne dass Teile der Kette aneinander reiben oder sich Schlaufen bilden. Sollte ein Kettenglied das Ende der Lebensdauer erreichen, so ist ein schneller und problemloser Austausch möglich.

Am Roboterarm findet mit der twisterchain ein weiteres Energieführungssystem von igus Anwendung. Es schützt Leitungen vom Fuß des Roboterarms bis zur ersten Achse und bewegt sich dabei in einer Führungsrinne. Dreht sich der Roboterarm, faltet sich die Kette so, dass sich der Obertrum der Kette auf den Untertrum legt.

Auf diese Weise wird eine kreisförmige Bewegung von bis zu 540° bei Geschwindigkeiten von bis zu 1 m/s realisiert. Die twisterchain ist extrem verschleißfest und die nachgewiesene Lebensdauer liegt bei über einer Million Zyklen.

Weiterführende Informationen zum Unternehmen igus: Die Firma wurde 1964 gegründet. Jörg Ottersbach ist momentan Leiter des Geschäftsbereichs e-ketten®. Weitere Produkte, die igus verkauft sind z. B. Gleitlager, Kugellager, Steckverbinder, Linearführungen und Portalroboter.