KEM Konstruktion Kollaborative Robotik 2018

AUTOMATISIERUNG
ELEKTROTECHNISCHE KOMPONENTEN
Stäubli bietet kompakte Verbindungslösungen für Roboteranwendungen
Steckverbinder für die 10-kHz-Technik
Steckverbinder und Schnellkupplungen begleiten den Roboter vom Schaltschrank mit Stromversorgung
und Steuerungseinheit über die Roboterverkabelung bis hin zum Werkzeugwechsler. Sie
müssen Leistung, Daten und Signale aber auch Druckluft und Fluide zuverlässig übertragen. Vormalige
Trends wie Leichtbau und Miniaturisierung sind inzwischen zum Industriestandard geworden.
Sie verlangen nach Komponenten, die kompakt, leicht und dennoch leistungsfähig sind.
Die Steckverbinder der Serien PCS135 und PCS150 von Stäubli erfüllen diese Anforderungen.
Robotiksysteme in modernen Produktionsprozessen werden
immer komplexer und vielseitiger. Sie lassen sich für eine immer
größer werdende Anzahl von Aufgaben einsetzen und wechseln
ihre Tätigkeit flexibel, je nach Auftrag. Präzision, Miniaturisierung
und Energieeffizienz spielen eine zunehmende Rolle. Dies erfordert
hohe Zuverlässigkeit des gesamten Systems, von der mechanischen
Auslegung über die Steuerungseinheit bis zum kleinsten
Daten-Steckverbinder. Wartungsarme und bedienerfreundliche
Komponenten sorgen für Prozesssicherheit und senken die Betriebskosten.
Bild: Stäubli Electrical Connectors
Schlüssel für die Leichtbautechnik
Beim Karosserierohbau in der Automobilindustrie ist die Montage
zu 90 % automatisiert. Zahlreiche Roboter bewegen Werkzeuge,
größtenteils Schweißzangen, mit Massen von zum Teil mehr als
100 kg. Ein erfolgversprechender Weg um hier die Durchlaufzeit zu
verkürzen ist es, die Werkzeuge konsequent in Leichtbautechnik
auszuführen, was den Einsatz kleinerer Roboter mit leichteren Armen
möglich macht. Denn sind die zu beschleunigenden Massen
geringer, können sich die Roboter schneller zu ihrem Einsatzpunkt
bewegen, und die Taktzeiten werden merklich verkürzt.
Durch den Umstieg auf Speisespannungen mit 10 kHz Frequenz anstatt
1000 Hz können die Transformatoren der Roboter-Schweißzangen
um deutlich mehr als 50 % kleiner und leichter ausfallen. Erhebliche
Gewichtseinsparungen ergeben sich auch durch neue technologische
Merkmale bei modernen Leichtbau-Schweißzangen. Wo
man bislang bis zu 110 kg als Werkzeuggewicht akzeptieren musste,
kann man heute gleiche oder noch bessere Ergebnisse mit Werkzeugen
von nur 45 kg Gewicht erzielen.
Jedes Gramm Gewichtseinsparung zahlt auf das Konto „Geschwindigkeit“
ein und verringert den Energie-Einsatz des Roboters. Das
zeigt sich sehr gut bei den Schlauchpaketen: Waren für die herkömmliche
Schweißtechnik Kabelquerschnitte von 25 mm² oder
mehr notwendig, reichen bei der 10-kHz-Technik 16 mm² aus. Spezielle
HF-Schweiß-Kabel, deren Gesamtquerschnitt sich auf einzeln
voneinander isolierte Stränge aufteilt, schaffen Abhilfe gegen den
sogenannten Skin-Effekt, bei dem die Stromdichte im Kabel nicht
gleich verteilt ist, sondern die Landungsträger an die Außenseite
drängen.
Durch die permanente Bewegung der Roboter ist das Schlauchpaket
einer enormen mechanischen Belastung ausgesetzt, welche die
Lebensdauer verkürzt. Deshalb befinden sich an mehreren Positionen
Steckverbinder. Sie ermöglichen es, in kürzester Zeit die Primärkreiszuleitung
am Roboterarm auszutauschen, ohne den Betrieb unzulässig
lang zu unterbrechen. Der Schweizer Steckverbinder-Hersteller
Stäubli Electrical Connectors hatte sich im Bereich der Roboterverkabelung
mit den Steckverbinder-Serien PCS135 und PCS150
und mit dem RobiFix in neuer Bauform einen Namen gemacht.
Nur 80 mm breit, einfach zu
montieren und absolut sicher
im Einsatz: RobiFix-Mini