Energieführung für Roboter in Reinräumen

Die Clean SCARA Cable Solu­tion, beste­hend aus tri­bol­o­gisch opti­mierten Hochleis­tungskun­st­stof­fen und bei High-Speed-Anwen­dun­gen nahezu par­tikel­frei nach ISO Klasse 2 arbei­t­end, wurde von igus für SCARA-Robot­er in Rein­räu­men auf den Markt gebracht. Das Sys­tem punk­tet im Ver­gle­ich zu klas­sis­chen Wellschläuchen mit hoher Sta­bil­ität und Bedienerfreundlichkeit.

Der Hol­ly­wood-Block­buster Deep Impact: Ein Komet mit 2,5 Kilo­me­tern Durchmess­er rast auf die Erde zu, schlägt ein und sorgt für weltweite Zer­störung. Ein Worst-Case-Szenario, von dem auch die Elek­tron­ikpro­duk­tion ein Lied­chen sin­gen kann. Allerd­ings in anderen Dimen­sio­nen. Denn hier sind winzige, mit dem Auge nicht sicht­bare Par­tikel die Kome­ten, die Elek­tron­ikbauteile, Hal­bleit­er und Dis­plays ruinieren. Entsprechend wichtig ist es, dass Maschi­nen und Anla­gen möglichst rei­bungsarm sind und die Umge­bungsluft nicht kon­t­a­minieren. Gar nicht so leicht, beson­ders nicht bei soge­nan­nten SCARA-Robot­ern, die einem men­schlichen Arm ähneln und sich ras­ant über vier Achsen bewe­gen – mit Zyk­len­zeit­en von weit unter ein­er Sekunde. Hier beste­ht immer die Gefahr, dass sich bei High-Speed-Anwen­dun­gen Par­tikel von Wellschläuchen und Rohren lösen. „Die Führung von Leitun­gen und Schläuchen am SCARA-Robot­er im Rein­raum ist eine Wis­senschaft für sich. Schnelle Bewe­gun­gen sind pur­er Stress für das Mate­r­i­al, wodurch Abrieb und damit unlieb­same Par­tikel freige­set­zt wer­den“, bestätigt Matthias Mey­er, Leit­er Geschäfts­bere­ich tri­flex und Robot­ics bei igus. Aus diesem Grund hat igus das 2020 entwick­elte Energieführungssys­tem SCARA Cable Solu­tion um eine Vari­ante für Rein­räume erweit­ert. „Die neue Clean SCARA Cable Solu­tion ist eine rein­raum­taugliche Energieführung für High-Speed-Anwen­dun­gen – ver­lässlich, kom­pakt, leicht zu bedi­enen und schnell nachzurüsten,“ so Meyer.

ISO Klasse 2

Herzstück der neuen Rein­raum-Energieführung ist die e‑skin soft, eine mod­u­lar aufge­baute Energiekette, die Leitun­gen und Schläuche in einem Bogen vom ver­tikalen Arm des Robot­ers zum End­ef­fek­tor führt. Ihre flex­i­ble Ober- und Unter­schale lassen sich zu einem geschlosse­nen, staub- und wasserdicht­en Rohr zusam­men­fü­gen. So ist gewährleis­tet, dass Par­tikel der Leitun­gen und Schläuche nicht aus dem Inneren in die Umge­bungsluft gelan­gen – selb­st bei starken Bewe­gun­gen. „Um dabei den Stress auf die Leitun­gen zu reduzieren und ihre Lan­glebigkeit zu erhöhen, haben wir an Fest­punkt und Mit­nehmer der Energieführung die Anbindun­gen drehend gelagert“, erk­lärt Mey­er. „Das ist der beson­dere Clou der Energieführung. Gle­ichzeit­ig sind die Drehlagerun­gen so kon­stru­iert, dass sie selb­st bei dynamis­chen Bewe­gun­gen nahezu par­tikel­frei sind.“ Und auch die e‑kette sei abriebfest – dank tri­bol­o­gisch opti­miertem Hochleis­tungskun­st­stoff. Das bestätigt auch die ISO Zer­ti­fizierung durch Experten des Fraun­hofer-Insti­tuts. Die Clean SCARA Cable Solu­tion hat ISO Klasse 2 erre­icht. Das bedeutet, dass die Energieführung so abriebfest ist, dass sich im laufend­en Betrieb in einem Kubik­me­ter Luft höch­stens 100 Par­tikel bis zu ein­er Größe von 0,1 Mikrom­e­ter find­en. Zum Ver­gle­ich: Ein durch­schnit­tlich­es Blatt Papi­er ist 80 Mikrom­e­ter dick, also 800-fach dicker.

Alter­na­tive zu klas­sis­chen Wellschläuchen 

igus bietet mit der Energieführung eine Alter­na­tive zu klas­sis­chen Wellschläuchen, die neben der Rein­raum­tauglichkeit zwei weit­ere Vorteile bietet. Erstens: Dünne, beim SCARA haupt­säch­lich einge­set­zte Wellschläuche besitzen kaum Eigen­steifigkeit und kön­nen dadurch schnell abknick­en. Die fehlende Lagerung, die Tor­sion abfängt, sorgt zusät­zlich dafür, dass die Wellschläuche schnell reißen. „Anders als Wellschläuche stützt sich die Clean SCARA Cable Solu­tion selb­st und besitzt eine einzi­gar­tige Drehlagerung. Damit ist sie ide­al für kurze fre­itra­gende Län­gen und hoch­dy­namis­che Anwen­dun­gen geeignet“, so Mey­er. „Beson­ders bei seitlich­er Kraftein­wirkung ist die ovale Geome­trie der Kette von Vorteil, da sie zusät­zliche Sta­bil­ität bietet.“ Der zweite Vorteil im Ver­gle­ich zum Wellschlauch: Dank des Zip­per-Prinzips lässt sich die Clean SCARA Cable Solu­tion öff­nen wie ein Reißver­schluss. Entsprechend schnell kön­nen Anwen­der Leitun­gen und Schläuche ein­le­gen. Für zusät­zlichen Schutz sorgt eine optionale Innenaufteilung, die bei Wellschläuchen eben­falls nicht möglich ist. „Auf Wun­sch kann der Kunde die neue Energiekette für Rein­räume direkt anschlussfer­tig mit chain­flex Leitun­gen als kom­plettes Sys­tem erhal­ten.“ Hier ste­hen über 900 hochflex­i­ble Leitun­gen mit IPA Klasse 1 zur Verfügung.