Energieführung : Wie man die Lebensdauer eines SCARA Roboters verlängert

Beobachtet man SCARA Roboter bei ihrer Arbeit kann einem schnell schwindelig werden. Die horizontalen Gelenkarmroboter arbeiten rasant über vier Achsen. Innerer und äußerer Arm schwenken horizontal. Das Bauteil zum Greifen von Objekten, die sogenannte Kugelrollspindel, bewegt sich rotatorisch und linear. Somit erreicht der Roboterarm nahezu jeden Punkt in seinem Arbeitsradius. Eine schnelle und präzise Akrobatik, die allerdings dazu führt, dass die extern geführten Leitungen und Schläuche aufgrund der hohen Belastungen häufig getauscht oder gewartet werden müssen. So erging es auch einem Hersteller aus der Automobilindustrie, der seine Energieführung – sowohl das Wellrohr als auch die Drehlagerung – optimieren wollte. „Inspiriert durch diese Herausforderung auf dem Markt haben wir uns die Schwachpunkte der Schläuche und Verbinder angeschaut und daraufhin in einem zweijährigen Forschungs- und Testprozess die SCARA Cable Solution entwickelt“, erklärt Matthias Meyer, Leiter des Geschäftsbereichs ECS Triflex & Robotics bei Igus. Bei der Neuentwicklung handelt es sich um eine kundenindividuelle Leitungsführung, die die Energie von Achse 1 bis hin zur Kugelrollspindel führt und das Abknicken der Leitungen auch im Dauerbetrieb verhindert.

Die SCARA Cable Solution besteht aus drei Komponenten: der Drehlagerung für den Mitnehmer und den Festpunkt sowie dem Wellschlauch mit der E-Rib. Die Besonderheit liegt vor allem in der neuen Drehanbindung, die die Torsionskräfte abfängt. Hier sorgen integrierte Kugellager für eine leichtgängige Energieführung, die auch bei hohen Beschleunigungen widerstandsfähig ist. Der Wellschlauch hingegen wird mit einer E-Rib verstärkt, so dass er sich nur in einer Raumrichtung bewegen kann. Durch die Führungselemente an den Seiten erhält der Schlauch eine freitragende Länge.

Im Test im hauseigenen 3.800 Quadratmeter großen Labor bei Igus in Köln kam das neue Energieführungssystem bereits zur Anwendung. In Zusammenarbeit mit dem Roboterhersteller Epson wird das Verhalten der Energieführung in Extrempositionen an einem SCARA Roboter überprüft. Bis zu 6G wirken in einigen Bewegungen auf das System. Das Resultat: Es hält bereits über drei Millionen Zyklen bei Drehungen über 5.000 Grad pro Minute stand und läuft weiterhin. „Mit der SCARA Cable Solution können wir die Lebensdauer der bisher eingesetzten Energieführungen an SCARA Robotern erhöhen. Die Roboter produzieren jetzt länger, wartungsfrei und ausfallsicher“, so Meyer. Alle drei Komponenten sind entweder als schnell nachrüstbares Komplettsystem direkt fertig konfektioniert, als Leerrohr oder auch einzeln für Nachrüstungen erhältlich.