Allem Stress gewachsen

Industrieelektronik

Roboterkabel – Mit der neuen Kinematics-3D-Serie hat Kabelspezialist TKD seine Kaweflex-Leitungen um eine Baureihe erweitert, die speziell auf Einsätze in Robotern optimiert wurde und sich leicht individualisieren lässt.

22. August 2017

Robotereinsätze sind Stress pur – auch für die eingesetzten Kabel. Sie sind unentwegt teils extremen Bewegungen ausgesetzt und erfahren sehr viel Torsion. All das spielt sich auf engstem Raum ab und oft unter schwierigen Umgebungsbedingungen von Ölnebel bis zu heißen Schweißspritzern. »Allerweltskabel« haben hier keine Chance. Gefragt sind maßgeschneiderte Spezialkabel, die von A bis Z auf die spezifischen Vorgaben in Robotern zugeschnitten sind.

Der Boom setzt in den 1970er-Jahren ein, als in Industrierobotern hydraulische und pneumatische Antriebe weitgehend durch elektromechanische Kraftquellen ersetzt wurden. Seitdem sind extrem flexible, ausgefeilte Roboterkabel unverzichtbare Bauelemente der Robotertechnik. Industrieroboter sollten den Werkern problematische Tätigkeiten wie die Handhabung schwerer Lasten oder Lackier- und Schweißarbeiten abnehmen. Diese Zielvorgaben brachten große Gelenkarmroboter für hohe Traglasten und Reichweiten hervor. Die Kabel in den vielachsig beweglichen Extremitäten dieser klassischen Industrieroboter sind und waren meist Spezialkabel. Dieser Trend setzt sich in den heutigen Cobots fort. Diese kollaborativen, intelligenten und kostengünstigen Kleinroboter haben längst die Schutzzonen der klassischen Fertigungsstraßen verlassen. Sie arbeiten untereinander Hand in Hand und mit den menschlichen Kollegen. Die US-Fachzeitschrift Machine Design prognostiziert für das Jahr 2025 einen Anteil von 30 Prozent am gesamten Robotikmarkt.

»Egal ob groß oder klein, Roboter brauchen auch künftig hochspezielle Kabellösungen, mit denen sie die oft akrobatisch anmutenden Einsatzvorgaben meistern können«, sagt TKD-Produktmanager Sven Seibert. »Genau hier auf breiter Front präsent zu sein, war der Ansporn für den Rollout unserer Kinematics-3D-Serie, mit der wir seit Kurzem auf dem Markt sind.«

Diese neue Kabelserie soll die immer komplexer werdenden Bewegungsabläufe in industriellen Anwendungen abdecken. Sie ist von A bis Z auf aktuelle und künftige Roboteranwendungen ausgelegt. Sämtliche Mitglieder der neuen Serie verfügen auch über die klassischen Eigenschaften wie schlankes Design, hohe Torsions- und Biegewechselfestigkeit, die Beständigkeit gegenüber Umweltbeanspruchungen und mechanische Robustheit.

Die neuen TKD-Leitungen meistern aufgrund ihres optimierten speziellen torsionsarmen Aufbaus zudem problemlos extreme Verdrehungen: Je Meter Kabellänge sind für Kinematics-3D-Designs wiederkehrende Torsionsbeanspruchungen von bis zu 360 Grad zulässig. Eine optimal gegliederte Anordnung der einzelnen Kabelelemente sorgt für eine sehr geringe innere Friktion und hohe Agilität genauso sowie der Einsatz von Gleitbewicklungen.

Für eine möglichst wirksame Schirmung bei maximaler Beweglichkeit verwendet TKD bei der Kinematics-3D-Reihe spezielle torsionsoptimierte Schirmaufbauten, eingebettet in speziellen Gleitfolien. Dies lässt die notwendigen Ausgleichsbewegungen zu. Die hiermit erreichte hohe Torsionsfestigkeit der Schirmung macht damit auch Kabeleinsätze mit hohen Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit möglich.

Durch das modulare Baukastensystem und eine hohe Fertigungstiefe, auch durch die Kapazitäten des weltweiten TKH-Konzernverbundes, kann das Unternehmen maßgeschneiderte Roboterkabel – komplett auf die individuellen Kundenvorgaben zugeschnitten – kurzfristig auch in kleinen Losgrößen liefern. »Besonders oft greift dieser Custom-Ansatz bei Leitungsbestellungen mit hybriden Formaten«, erklärt Sven Seibert. »Hier können wir extrem jonglieren und bei Bedarf Elemente wie Power- und Datenadern oder Hydraulikkomponenten platzsparend und effektiv in einer einzigen Rundleitung unterbringen.«

Immer das richtige Kabel

Angeboten werden die neuen Kinematics-3D-Leitungen in fünf Typenreihen, die auf spezifische Kundenvorgaben abgestimmt sind. Zum Spektrum gehören spezielle Control- und Powerleitungen – geschirmt und ohne Schirm – für komplexe, hochflexible Bewegungsabläufe. Verfügbar sind Leiterquerschnitte ab 0,5 bis hinauf zu 35 Quadratmillimetern und bis zu 41-adrige Aufbauten. Alle Varianten mit mehr als zwölf Adern sind bündelverseilt, um so optimale Flexibilität und Stabilität zu garantieren.

Ergänzt wird der Baukasten durch bündel- beziehungsweise paarig verseilte Datenkabel. Die Leiterquerschnitte reichen hier von 0,14 bis 0,34 Quadratmillimeter. Adern und Paare sind optimiert auf elektromechanische Eigenschaften. Eine weitere Variante bilden Servo- und Motorleitungen für die Robotik. Die Ausführungen der Motorleitungen reichen zurzeit von 4 x 1,5 bis 4 x 4 Quadratmillimeter mit jeweils einem zusätzlichen geschirmten Adernpaar.

Auch als Mess- und Systemleitungen gibt es die Kinematics 3D. Geeignet sind sie für Encoder, Resolver oder Tachogeber – wahlweise gruppiert zu Paaren, Vierern oder Einzeladern, auf Wunsch auch geschirmt. Die technologische Obergrenze bilden derzeit Hybridkabel, bei denen Daten- und Powerleitungen kombiniert sind. Die Querschnitte reichen hier von 0,25 bis 2,5 Quadratmillimeter. Aufgebaut sind sie wahlweise zu Paaren oder Aderbündeln.

Sämtliche Kinematics-3D-Leitungen kommen mit UL/CSA-Approbation, Halogenfreiheit und der Eignung für Indoor- wie Outdoor-Anwendungen. »Wir bieten erprobte Konstruktionen, die eine Vielzahl von praktischen Roboteranwendungen abdecken«, erklärt Seibert. »Darüber hinaus ist echte Maßarbeit möglich und angesagt.« mk

Auf einen Blick

Kaweflex Khematics 3D

• Adhäsionsarm, UV-beständig.

• Beständig gegen Hydrolyse, Mikroben, Fette, Kühlflüssigkeiten und Schmiermittel.

• Ölbeständig nach IEC 60811-2-1.

• Halogenfrei nach IEC 60754-1.

• EMV-gerechte Abschirmung (C-PUR).

Erschienen in Ausgabe: 06/2017