Energieführungsketten: Haltbarkeit und Präzision im Fokus

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Energieführungsketten: Haltbarkeit und Präzision im Fokus

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Um qualitativ hohe Schweißverbindungen zu garantieren, müssen die in den Schweiß­anlagen verbauten Komponenten dauerhaft haltbar sein, eine lange ­Lebensdauer bieten und der rauen Fertigungsumgebung widerstehen. Energie­führungsketten von Igus erfüllen diese Anforderungen.
Energieführungsketten

Quelle: Praphan Jampala/shutterstock

Energieführungsketten in der Praxis: Seit fast 50 Jahren fertigt FPT Industrie S.p.A. CNC-Fräs- und -Bohrmaschinen für die allgemeine mechanische Industrie, den Werkzeug- und Formenbau sowie die Luft- und Raumfahrtindustrie.

Die Kunden finden sich zum einen im heimischen Italien, zum anderen auf dem weltweiten Markt. FPT hat sich „Technologie, Präzision und Zuverlässigkeit“ auf die Fahnen geschrieben und begann vor mehr als zehn Jahren, sich auf Maschinen für das FSW (Friction Stir Welding beziehungsweise Rührreib-Schweißen) zu konzentrieren. Zum Angebot gehört auch eine eigene 4.0-Plattform und eine ganze Reihe von Werkzeugen für Positionier- und Spannwerkzeuge.

Hochfeste und wirtschaftliche Fügestellen

Auch der Schweißroboter „StirRob“ von FPT arbeitet mit FSW-Technologie und umfasst entsprechende Software und diverses Zubehör. Beim Rührreib-Schweißen übt ein Hochgeschwindigkeits-Rotationsschneider starken Druck aus. Es entsteht Wärme, die die beiden Gegenstücke formbar macht. Beide Materialien werden dabei gemischt und in den plastischen Zustand gebracht. Am Ende des Prozesses sind die geschweißten Elemente nicht zu unterscheiden.

Der Roboter ist in einem gemeinsamen Entwicklungsprojekt mit Fanuc entstanden und ermöglicht, Materialien wie Aluminium, Aluminiumlegierungen sowie Kupfer, Titan und Stahl zu kombinieren, die normalerweise nur schwer miteinander zu verschweißen sind. Vielmehr weist der Teil, an dem die Verbindung stattgefunden hat, metallurgische Eigenschaften auf, die denen der beiden Ausgangsmaterialien überlegen sind, und hält dem Biegen sogar um 90 Grad an der Schweißnaht stand.

Vor allem die Automobil- und Luftfahrtbranche profitiert laut dem Roboter-Hersteller Fanuc von diesem Sechs-Achsen-Roboter mit der FSW-Schweißtechnologie, wobei weder Dämpfe noch Strahlungen beim Schweißen entstehen. Darüber hinaus benötigt das Verfahren im Vergleich zum herkömmlichen Schweißen weniger Energie und senkt damit die Kosten. Das im Roboter integrierte Doppelmesssystem mit Encodern, die sowohl an den Motoren als auch an den Gelenken sitzen, gewährleistet den vom FSW geforderten Druck sowie die gewünschte Präzision.

Energieführungsketten
Der Schweißroboter „StirRob“ von FPT Industries arbeitet dank einer Triflex-R-Energieführungskette von Igus zuverlässig und bietet eine lange Lebensdauer.
Bild: Igus GmbH

Energieführungsketten: Flexible Lösungen und schnelle Lieferung gefragt

Um die hochpräzise Hochsteifigkeitsmaschine optimal an die Anforderungen des FSW-Prozesses anzupassen, kommen auf dem Roboter Torsions-Energieketten zum Einsatz. Hier fiel die Wahl auf die dreidimensionale Energiekette Triflex R von Igus. Bei der Auswahl eines Lieferanten legt Renzo Vezzaro, Senior Sales und Technical Engineer bei FPT Industrie, vor allem Wert auf Produktqualität, flexible Lösungen und schnelle Lieferung: „Wir arbeiten mit Igus seit 25 Jahren zusammen, wobei uns die präzise technische Unterstützung und die zugesicherten Garantien das Leben leichter machen.“ Denn die Lebensdauer der Energiekette muss mindestens 20 Jahre betragen, und das bei einer Maschine, die sieben Tage in der Woche 24 Stunden lang im Einsatz ist.

Für die Bediener ist überdies ein ergonomischer Aufbau erwünscht, um den Zeitaufwand für die Montage und Demontage der Energieführungsketten zu reduzieren. Wie groß die Zeitersparnis durch eine effektive Gestaltung der Energieführungsketten und ihres Zubehörs ist, verdeutlicht eine Studie, die in Zusammenarbeit mit Refa Consult erstellt wurde: Durch die optimale Gestaltung und Konstruktion von Energieführungssystemen kann bis zu 60 Prozent Zeitersparnis pro Arbeitsschritt resultieren und somit die Produktivität gesteigert werden.

Energieführungsketten mit Rückzugssystem

Um Leitungen und Schläuche sicher mit den passenden Biegeradien am Roboter führen zu können, kommt nicht nur eine Triflex-R-Energiekette, sondern auch das Triflex-Rückzugssystem am StirRob zum Einsatz. Dieses sorgt dafür, dass die E-Kette möglichst kompakt am Roboterarm gehalten wird. Das System verhindert, dass die herabhängende Energieführung die Bewegungen des Roboters beeinflusst oder blockiert, selbst bei hochdynamischen Bewegungen. Denn im schlimmsten Falle wäre durch eine Schlaufenbildung die Beschädigung der Energiekette, der darin liegenden Leitungen und Schläuche und damit ein Maschinenausfall die Konsequenz.

Vezarro fasst zusammen: „Es handelt sich um einen anthropomorphen Roboter, auf dem wir die Energiekette mit dem entsprechenden Rückzugssystem installiert haben. Das System führt alle Kabel und Schläuche, die wir für den korrekten Betrieb des Werkzeugs und anderer installierter Geräte benötigen, sicher und zuverlässig am Roboter.“

Energieführungsketten
Ein Mindestbiegeradius verhindert, dass Leitungen und Schläuche zu stark geknickt
und dadurch beschädigt werden. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Anwendung.
Bild: Igus GmbH

Geschaffen für raues Produktionsumfeld

Triflex R (R für „rund“) ist die dritte Generation der Drei-Achsen-Energieketten von Igus. Das mehrachsige Energieführungssystem wurde speziell für anspruchsvolle Sechs-Achsen-Roboter-Anwendungen in rauen industriellen Umgebungen entwickelt und bietet viele Vorteile gegenüber Wellschläuchen: Das Befüllen der Energieführung geschieht blitzschnell, wobei eine Zugentlastung die Leitungen und Schläuche sichert. Dies spart bis zu 80 Prozent Montagezeit. Während im Betrieb eine Zugkraft bis zu 1.000 Newton zulässig ist, fällt die Bruchkraft sogar um ein Vielfaches höher aus.

Ein Mindestbiegeradius verhindert, dass Leitungen und Schläuche zu stark geknickt und dadurch beschädigt werden. Dies erhöht die Betriebssicherheit der Anwendung und die Lebensdauer der Leitungen und Schläuche. Jedes Triflex-R-Kettenglied besitzt einen Torsionsanschlag von etwa ±10 Grad. Dies verteilt die in Roboteranwendungen auftretenden Torsionen auf die gesamten Kettenlängen und erhöht weiter die Lebensdauer. Da gerade am Roboterkopf enge Verdreh- und Torsionsbewegungen herrschen, kommt dem definierten Torsionsanschlag eine hohe Bedeutung zu. Igus testet seine Energieketten im eigenen 3.800 Quadratmeter großen Labor.

Sales- und Technikexperte Renzo Vezarro weiß dies zu schätzen: „Es war schnell klar, dass nur Energieführungsketten von Igus für unseren Roboter infrage kommt. Wir haben die unterschiedlichen Lösungen auf dem Markt miteinander verglichen. Schnell stellte sich heraus, dass das Triflex-R-System sich am besten für die Anforderungen am StirRob eignet.“

Einfach im Handling

Um die Triflex-R-Energieketten sicher am Roboter zu führen, griffen die Konstrukteure auf ein Rückzugssystem von Igus zurück. Das Triflex-TR-RS60-System besitzt integrierte Federstäbe, die die Schlaufenbildung im laufenden Betrieb verhindern. Es entsteht ein platzsparendes und schnell montierbares Modul, bei dem ein Begrenzungsanschlag für einen definierten Rückzugsweg und maximale Stabilität sorgt. Anschlusselemente dienen der sicheren Fixierung. Durch die geringe Bauhöhe und die Kettenführung parallel zum Roboterarm lassen sich auch Anwendungen mit sehr engem Bauraum realisieren.

­Die Einfachheit des Installationskits bekräftigte neben Zuverlässigkeit und Lebensdauer die Entscheidung der Italiener. „Nachdem das am besten geeignete Modell ausgewählt war, die Konfiguration stand und die Bestellung lief, unterstützten uns die technischen Spezialisten von Igus bei den Montagevorgängen der ersten Baureihe“, erinnert sich Renzo Vezarro und führt weiter aus: „Sie haben uns einige Anpassungen empfohlen, um die weitere Auslegung zu erleichtern und zu verbessern. So entstand Step-by-Step das Endergebnis auf der Maschine.“

Energieführungsketten mit umfassender Betreuung

Die bisherigen Erfahrungen geben Renzo Vezarro recht. Die Rückmeldungen der Kunden sind mehr als positiv – StirRob funktioniert einwandfrei und erfüllt alle Erwartungen. Zwar fielen die Energieführungsketten im Vergleich zur früheren Lösung etwas teurer aus, jedoch rechtfertigt die erhöhte Zuverlässigkeit des gesamten Systems den Preis voll und ganz, so Vezarro: „In der langen Zeit unserer Zusammenarbeit mit Igus gab es noch nie besondere Probleme mit den auf den Maschinen verbauten Komponenten. Vielmehr helfen uns die Spezialisten sowohl bei den ersten Schritten in der Planung und im Engineering als auch während der Konfiguration und beim Aftersales als seriöser und zuverlässiger Partner.“

Der Autor Matthias Meyer ist Leiter Geschäftsbereich ECS Triflex & Robotics bei Igus.

Lesen Sie auch: Das Go-Modul: Weniger Verschleiß bei gleitenden Energieführungsketten

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