Flexibiliteit en veiligheid hand in hand bij 3D-kabelrupsen voor robots

Door de verregaande digitalisering van de bedrijfsprocessen worden de taken van robots in productie-omgevingen alleen maar uitgebreider. Zo vormen ze dynamische ‘werkkrachten’ voor onder meer lassen, verven, solderen, palletiseren… om maar een paar mogelijke taken op te sommen. Bij deze 3D-toepassingen worden continu roterende en draaiende bewegingen gemaakt, en dan zijn er kabelrupsen zoals de triflex R van igus nodig, die de kabels van de robots veilig geleiden en beschermen. De specialist uit het Duitse Keulen blijft intussen investeren in de ontwikkeling van innovatieve oplossingen, waaronder de triflex TRX kabelrups met een uniek telescopisch mechanisme en de i.Sense TR.B sensor, wereldwijd het eerste systeem voor breukdetectie bij 3D-kabelrupsen.

Een veilige kabelgeleiding is essentieel om industriële robots betrouwbaar te laten werken. De kabels van een robot moeten immers bestand zijn tegen talrijke buigcycli en belasting door torsie en spanning. Met de triflex R leverde igus een ronde kabelrups met een gedefinieerde buigradius voor de energietoevoer bij industriële robots, die de kabels zelfs bij dynamische draai- en zwenkbewegingen beschermt. Deze 3D-kabelrups wordt dan ook in de meest uiteenlopende toepassingen gebruikt. Om te voorkomen dat er door de bewegingen lussen ontstonden die de werking van de robot konden hinderen, werden in het verleden retractiesystemen op de derde as gebruikt. De assen van de robots bieden echter steeds minder ruimte, en dus gingen de specialisten van igus op zoek naar een alternatieve oplossing.

“Op basis van de triflex R ontwikkelden we triflex TRX, een vierdimensionale kabelrups, waarin het retractiesysteem al geïntegreerd is. Deze ruimtebesparende oplossing kan rechtstreeks en compact op de derde as van de robot bevestigd worden. Ze draait in zichzelf, verlengt en verkort spiraalsgewijs, zoals dat het geval is bij een telescopisch uit- en inschuifbaar systeem. Dat maakt een compensatie van de kabelrupslengte tot wel 40% mogelijk”, zegt Jörg Ottersbach, hoofd van de business unit e-chains bij igus.

“We gebruiken hiervoor een schroefverbindingssysteem in het unieke mechanisme en op een geïntegreerde rubberen band, die de schakels steeds weer terug naar hun beginpunt brengt. Via deze band kan ook de retractiekracht aangepast worden. De kabels worden spiraalvormig in de kabelrups geïntegreerd en worden door die rups ook veilig doorheen de bewegingen geleid. Bovendien worden de kabels en slangen in het midden van deze triflex TRX vastgezet, zodat ze op hun plaats blijven als er aan de kabelrups getrokken wordt. In vergelijking met andere retractiesystemen wordt tot 83% op gewicht bespaard en is minder dan de helft van de ruimte vereist. Op die manier worden de prestaties van de robot verder geoptimaliseerd, en aangezien er geen extra retractiesysteem voorzien moet worden, liggen de kosten ook aanzienlijk lager.”

De R&D-afdeling en het productmanagement van igus dachten ook na over de snelle detectie van problemen bij de kabelrupsen. Breuken moeten immers te allen tijde worden vermeden, want dat leidt tot stilstand in de productie en te late leveringen van afgewerkte producten, en beperkt dus finaal de winstmarge voor het bedrijf. Zo werd een nieuwe, kostenefficiënte oplossing ontwikkeld om breuk bij de 3D-kabelrups triflex R in real-time te detecteren: i.Sense TR.B. Met een beperkte investering kunnen klanten nu hun robotinstallaties gevoeliger duurzamer maken. 

“De i.Sense TR.B sensor wordt rechtstreeks op de PLC-besturing van de klant aangesloten, zonder extra softwarekosten. Als een schakel van de kabelrups breekt, detecteert het systeem de verandering in kabellengte en wordt een digitaal signaal naar de systeembesturing gestuurd. Real-time breukdetectie laat toe om onmiddellijk onderhoud uit te voeren. Individuele breuken zullen zo nooit tot ongeplande stilstand leiden. De toegevoegde waarde van deze real-time monitoring van de status van kabelrupsen is dan ook aanzienlijk”, legt Richard Habering, hoofd van de business unit smart plastics bij igus, uit. 

“We werken continu aan de verdere optimalisering van onze producten op het vlak van kwaliteit en duurzaamheid. Daarvoor worden in ons laboratorium veel testen uitgevoerd. De combinatie van de flexibele triflex R 3D-kabelrups met hoge trekkrachtabsorptie en de i.Sense TR.B-sensor maakt het mogelijk om robotkabels veilig te geleiden en te beschermen – en zo hun levensduur aanzienlijk te verlengen. Ook het onderhoud wordt duurzamer, aangezien de gebruiker zijn producten niet onnodig of vroegtijdig moet vervangen. Bovendien kan de sensor bij een breuk na een correcte noodstop opnieuw gebruikt worden.”     ■