Kabel und Leitungen für die Robotik

Die müssen was aushalten - Kabel für die Königsdisziplin

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Nelson: In der Automobilfertigung ein Muss: Flexibilität und Stabilität

Nelson ist Spezialist für Bolzenschweißgeräte, die beispielsweise in Robotern für die Automobilfertigung verbaut werden. Das Unternehmen ergänzt die Fertigungsroboter mit Spezialwerkzeugen, mit denen Bolzen gesetzt und fest mit der Karosse verschweißt werden. Das Gerät wird durch den Roboter voll automatisch positioniert und setzt die Bolzen zur Kabelbaummontage in den Rohkarossen. Frank Rothermund: „Dabei werden höchste Ansprüche an die Effektivität und Präzision der ausgeführten Bewegungen sowie an die Produktivität des Systems gestellt.“

Nelson wandte sich mit der Anforderung an Lapp, eine Spezial-Leitung für einen 6-achsigen Fertigungsroboter zu entwickeln. Die Verkabelung sollte über alle Achsen des Roboters geführt werden und musste daher all seinen Knickbewegungen und Rotationen folgen können. Um diesen Anspruch zu erfüllen, müssen die Leitungen hochflexibel sein, einen sehr kleinen Biegeradius haben und hohen Torsionsbelastungen standhalten. Dazu kommt ein hoher Qualitätsanspruch an die Langlebigkeit der Komponenten.

Eine zusätzliche Herausforderung lag in der Platzbeschränkung: Damit der Roboter nicht in seinen Bewegungen eingeschränkt wird, mussten unterschiedliche Leitungen auf kleinstem Raum über die Roboterachsen geführt werden. „Deshalb entschieden wir uns dafür, alle benötigten Komponenten – das heißt, die Schweißleitung, Daten- und Signalkabel, und auch die Luft- und Schutzgasschläuche, in einem Außenmantel zusammenzuführen. Das resultierende Kabel hat einen signifikant kleineren Querschnitt als die einzelnen Kabel, die bei Verwendung von Standardprodukten notwendig gewesen wären“, macht der Market Manager deutlich.

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bildete bei diesem Konstrukt eine weitere zu lösende Aufgabe, in Bezug auf die große Strombelastung durch die Masse-Schweißleitung und das dadurch entstehende elektromagnetische Feld. Die empfindlichen Daten- und Signalleitungen mussten hierfür mit einem zusätzlichen Kupferschirm geschützt werden. „Beim Einsatz entsprechender Isoliermaterialien ist es im Übrigen besonders schwierig, die hohen Anforderungen an Biegeradius und Torsionsfähigkeit umzusetzen“, weiß Rothermund aus der Praxis.

Den Robotics-Spezialisten von Lapp Muller gelang es, alle diese Komponenten in einer neu entwickelten komplexen Hybridleitung zusammenzufassen, die dennoch robotertaugliche Flexibilität und Torsionsfähigkeit bei einer Standzeit von mehr als zwei Millionen Biegezyklen bietet.

Eduard Kirchner, Leiter Entwicklung bei Nelson: „Wir haben einen sehr hohen Anspruch an unsere Komponenten, wie Schweißstromquelle, Sortierer und Schweißköpfe. Zu einem Gesamtsystem gehören natürlich auch sämtliche Verbindungen der einzelnen Komponenten, dafür haben wir in Lapp einen Partner gefunden, der in jeder Hinsicht den hohen Anforderungen gerecht wird.“

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