Robotiksysteme in modernen Produktionsprozessen sind komplex und vielseitig. Sie lassen sich für eine immer größer werdende Anzahl an Aufgaben einsetzen und wechseln ihre Tätigkeit flexibel, je nach Auftrag. Präzision, Miniaturisierung und Energieeffizienz spielen eine zunehmend große Rolle. Dies erfordert höchste 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.
Merklich verkürzte Taktzeiten
Beim Karosserierohbau in der Automobilindustrie beispielsweise 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. Geringere beschleunigte Massen ermöglichen merklich verkürzte Taktzeiten.
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. Stäubli Electrical Connectors, der Schweizer Steckverbinder-Hersteller, hatte sich im Bereich der Roboterverkabelung mit den Steckverbinder-Serien PCS135 und PCS150 und mit dem RobiFix in neuer Bauform bereits einen Namen gemacht.
