Roboterkabel
"Roboter sind die Königsdisziplin"
Die Anforderungen an Roboterkabel sind hoch: Sie müssen unter härtesten Bedingungen zuverlässig arbeiten und extreme Bewegungsabläufe ausführen - und das in millionenfachen Wiederholungen. Frank Rothermund, Market Manager Robotics bei der U.I. Lapp GmbH, erläutert Chefredakteur Hajo Stotz, wieso Roboter für einen Kabelhersteller die größte Herausforderung darstellen.
SCOPE: Kabel für Roboter unterliegen besonderen Herausforderungen - was müssen Roboterkabel besser können als "normale" Kabel?
Rothermund: Die Anforderungen der Roboterhersteller stellen die Königsdisziplin für Kabelhersteller dar. Hier sind besonders anspruchsvolle Anwendungen gefragt, für die mit Produkten von der Stange oft keine ideale Lösung darstellbar ist. Da jeder Robotertypus andere Bewegungsabläufe ausführt und unterschiedlich aufgebaut ist, sind auch die Anforderungen an die Kabelsysteme vielfältig. Bei Robotern kann man es sich nicht leisten, die Kabel ständig auszutauschen. Deswegen auch die Königsdisziplin: auf der einen Seite die Individualität, auf der anderen Seite die Performance der Leitungen. Sie müssen länger durchhalten, sich öfter in sehr kleinen Biegeradien drehen. In unseren Tests müssen die Kabel beispielsweise problemlos 1.000 Grad Torsion bei 10 Mio. getesteten Zyklen überstehen. Das ist schon eine Hausnummer. Dazu kommt, dass die Kabel auch von der Datenübertragungsleistung natürlich immer auf dem neuesten Stand der Technik sein müssen.
SCOPE: Hohe mechanische Anforderungen zu erfüllen, gleichzeitig immer höhere Datenübertragungsraten zu erzielen und dann auch noch EMV-sicher - lässt sich das in einem Kabel vereinen?
Rothermund: Die Grenzen sind noch nicht erreicht, die Technologie der Datenübertragung steht ebenso im Wandel wie die Vielfältigkeit der Roboteranwendungen. Mit konstruktiven Anpassungen der Kabel durch Verwendung von Hybrid- oder Sonderlösungen, welche die empfindlichen Komponenten gesondert bündeln und zusätzlich abschirmen, lassen sich durchaus geeignete Lösungen finden. Welche das im Einzelfall ist, ergibt sich aus der Anwendung und den daraus resultierenden Anforderungen an Lebensdauer, mechanischer Belastung und Übertragungsgenauigkeit.
SCOPE: Können für Roboteranwendungen Kabel "von der Stange" eingesetzt werden oder sind das alles Sonderlösungen?
Rothermund: Wir sind in der Lage, sowohl Standardprodukte in hoher Qualität zu liefern, als auch vor allem individuelle Sonderanfertigungen zu entwickeln. Eine Lösung ¿von der Stange¿ ist eigentlich nie optimal. Denn die Nutzung von Standardware in komplexen Bereichen erfordert im Zweifelsfall unbefriedigende Kompromisse, die im Praxiseinsatz zu Problemen bei der Verwendung der Roboter- und Produktionssysteme führen können. Je anspruchsvoller die Anwendung, desto besser und kompromissloser sind Sonderlösungen.
SCOPE: Wie hoch ist der Anteil von Roboterkabeln am Gesamtumsatz von Lapp und wie entwickelt er sich?
Rothermund: Hier einen genauen Anteil zu nennen ist extrem schwierig, da bei einfacheren Anforderungen auch in der Roboterherstellung auf Standardkabel zurückgegriffen wird. Viele Hersteller kaufen zudem über Konfektionäre ein, und die großen Enduser wie die Auto-Industrie arbeiten sogar mit Sub-Sub-Unternehmern. Da wissen wir oft selbst nicht, wofür unsere Kabel eingesetzt werden. Der Anteil an kundenindividuell auf Roboteranforderungen hin entwickelten Kabel liegt bei Lapp bei circa fünf Prozent. Ich würde schätzen, dass weitere fünf bis 10 Prozent als Serienkabel in Robotern Anwendung finden. Tendenziell kann man aber feststellen, dass der Markt für uns immer mehr an Bedeutung gewinnt.
SCOPE: Kuka hat kürzlich den neuen Leichtbauroboter LBR iiwa vorgestellt, bei dem zum Beispiel die Kabel in der Konstruktion geführt werden, damit sich die Kabel nicht verhaken können. Stellt diese Bauweise besonders hohe Anforderungen an die Ausfallsicherheit der Kabel und wie wird die ggf. sichergestellt?
Rothermund: Natürlich muss man entsprechend der baulichen Gegebenheit die Konstruktion der Kabel und Leitungen auslegen. Aber genau solche Herausforderungen sind unser Ding. Zu beachten gilt es etwa, dass der iiwa ein Leichtbauroboter mit 14 kg Traglast ist, das heisst, der Grundbedarf an Energie ist weit geringer als bei dem Quantec-Roboter mit 120 kg Traglast. Solche Faktoren zu kennen und in das Engineering der kundenindividuellen Kabel einfließen zu lassen, das ist unser täglich Entwicklungsbrot.
SCOPE: Wie oft müssen Kabel im Laufe eines Roboterlebens denn durchschnittlich getauscht werden?
Rothermund: Das hängt ganz von der Anwendung ab und wie detailliert der Kunde in seiner Anfrage war. Tendenziell geben wir für unsere Produkte von einer Lebenserwartung von fünf bis zehn Millionen Zyklen für Roboterleitungen aus. Dies übertrifft in den allermeisten Fällen ein Roboterleben. Ich war zur Klärung dieser Frage vor kurzem auch bei einer Firma, die gebrauchte Roboter wieder aufbereitet und verkauft. Dort wurde mir gesagt, dass sie die Kabelstränge praktisch nie erneuern müssen. Kritisch sind da eher mechanische Komponenten wie Getriebe.
SCOPE: Dennoch: wären nicht Roboter ohne Kabel ideal? Forscht Lapp auch an "kabellosen" Kabeln für Roboter?
Rothermund: Sie sprechen schon wie ein Roboterkunde - für die ist das Kabel oft nur ein notwendiges Übel. Aber Stand der Technik ist: Auch in naher Zukunft ist das Kabel unverzichtbar. Wir als Lapp Gruppe forschen natürlich immer an neuen Möglichkeiten, um unseren Kunden das Leben zu erleichtern und beschäftigen uns dabei auch mit Alternativen zu Kabeln. Aber Stand heute lässt sich sagen, dass die Roboterhersteller noch einige Zeit auf das "Wi-Fi-Kabel" oder die kabellose Energieübertragung warten müssen.
SCOPE: Roboter werden bisher vor allem in der Serienfertigung in großen Unternehmen eingesetzt. Werden Roboter mit der steigenden Flexibilität nun auch für kleine Betriebe interessant? Wie ist da Ihre Einschätzung?
Rothermund: Meiner Beobachtung nach werden Roboter zunehmend von kleineren Betrieben und im Mittelstand eingesetzt. Hintergrund: Die Systeme werden kleiner, mobiler, preisgünstiger und flexibler, das heißt schneller und einfacher neu programmierbar. Damit werden sie auch für mittlere oder kleine Produktionsmengen interessant. So lohnt sich der Einsatz von Robotern zunehmend auch bei kleineren Mengen unterschiedlicher Produkte. Roboter können außerdem helfen, die Arbeitsbedingungen und -qualität zu verbessern, indem sie gefährliche, langwierige und schmutzige Arbeiten übernehmen, die Menschen nicht leisten können oder die zu hohe Sicherheitsrisiken bergen. Zudem macht der weltweite Wettbewerb die Modernisierung von Produktionsanlagen unumgänglich.
SCOPE: Sie sind Market Manager Robotics bei Lapp. Was ist Ihre Aufgabe und wieso gibt es nur für den Roboterbereich diese Funktion?
Rothermund: Ähnliche Positionen gibt es bei Lapp auch für andere Branchen. Um die die Anwendungskompetenz im Bereich Roboter auf einen Ansprechpartner zu bündeln wurde bei Lapp eine Position geschaffen, die sich auf eine Branche konzentriert. Ich bin sozusagen die Klammer zwischen dem Kunden und den verschiedenen Lapp-Abteilungen beim Thema Roboter. Meine Aufgabe ist es, neben der zielgerichteten Bearbeitung dieses Marktes alle Lapp-Bereiche, die sich mit dem Thema Roboterkabel beschäftigen, zu unterstützten und zu koordinieren. Wenn sich diese Herangehensweise bewährt, und so sieht es derzeit aus, will die Geschäftsführung dies weiter forcieren. kf









