0

Электронный журнал «Электрорешения»

28.12.2020
CF Robot 8.Plus: Ethernet-кабель Chainflex для 15 миллионов крутильных движений до 360 ° и быстрой передачи данных на 6-осевые роботы. (Изображение: Igus)

Все больше и больше роботов занимают свое место на производстве. Однако из-за постоянных трехмерных движений на автоматизированном заводе кабели, питающие робота, подвергаются большим нагрузкам. Эти особенности порождают новые вызовы и идеи для производителей кабелей и соединений.

По данным Международной федерации робототехники (IFR), с 2020 по 2022 год на заводах по всему миру будет установлено около 2 миллионов новых роботов. Чтобы гарантировать бесперебойную подачу данных и энергии, стоит обратить особое внимание на кабели и линии, которые должны «присоединяться» к трехмерному движению робота в непрерывном движении. Роботизированные кабели, предназначенные для вращательных и угловых движений, по своей сути конструируются и производятся иначе, чем кабели для линейного перемещения. Они максимально компактны, жестко скручены и имеют внешние оболочки, экструдированные под высоким давлением. Это важно, потому что эта особая «жесткая» конструкция позволяет кабелю «понимать» форму движения энергетической цепи и подстраиваться под неё.

Напротив, при воздействии на них самых разных направлений движения кабели роботов требуют элементов компенсации силы, элементов свободной скрутки, различных плоскостей скольжения и совершенно разных концепций экранирования, чтобы обеспечить срок службы даже после нескольких миллионов крутильных движений. Например, диаметр прядильной конструкции может фактически изменяться в зависимости от угла кручения.

Чтобы компенсировать силы, действующие на сердечники, узлы сердечников, специально сконструированные для использования в приложениях с динамическим скручиванием, изготовлены специалистом по кабелям Igus с демпфирующими элементами и флисом, который поглощает скручивающие силы.

Требования к экранированным версиям особенно высоки: чтобы силы, действующие на экранированные провода, не становились слишком большими, специалист Motion Plastics вставляет скользящие элементы под экраны и над ними, что, с одной стороны, обеспечивает свободу движения экрана для всей скрутки, а также для внешней оболочки. Конструкция экрана выполнена в направлении передачи и реализована с помощью демпфирующих элементов также в направлении передачи. Этот «мягкий» метод конструирования дает всей конструкции линии необходимую свободу движения, снижает растягивающие и сжимающие силы и предотвращает простои машины из-за преждевременного обрыва провода.

Защита кабеля робота с помощью энергетической цепи

Материалы оболочки очень хорошо сочетаются с пластиком энергетической цепи робота Triflex R, что заметно уменьшает истирание и износ. Triflex R TRCF – это закрытая энергетическая труба, основанная на трехкамерном принципе: все три камеры могут открываться и закрываться независимо друг от друга. Подающий шланг проходит в камере энергетической трубки и, таким образом, в значительной степени защищен от деформации. Таким образом, процесс подачи возможен в любом положении оси робота.

Основным аспектом для надежного и безопасного управления кабелями и шлангами робота является соблюдение минимального радиуса изгиба - если он не будет достигнут, существует риск отказа системы. Конструкция Triflex R гарантирует соблюдение указанного минимального радиуса изгиба в каждом рабочем положении робота - периферийный внешний упор предотвращает изгиб за пределами минимального радиуса изгиба.

Кроме того, модульная конструкция гарантирует, что угол кручения на каждое звено цепи не превышает ± 10 °. Это имеет то преимущество, что скручивающие нагрузки на кабели распределяются по всей длине, а не только в области разгрузки натяжения.

Определенный минимальный радиус изгиба источника энергии для робота Triflex R гарантирует надежность процесса, особенно в роботизированных приложениях с питающими шлангами, такими как винты для проточных отверстий. Если подающий шланг перекручивается, подача к винтам на инструменте прерывается и процесс прерывается.

Тесты обеспечивают предсказуемую безопасность и низкие затраты

В своей испытательной лаборатории компания Igus занимается тем, что прокладывает миллионы кабелей на различных испытательных стендах с постоянным электрическим контролем сопротивления проводов. Самая большая проблема здесь: трудная воспроизводимость срока службы для всех возможных случаев скручивания.

В случае линейных путей перемещения в энергетических цепях фиксированные параметры и известные воздействия окружающей среды могут использоваться для надежного прогнозирования пределов срока службы на основе более чем 30-летнего опыта испытаний. Однако их гораздо сложнее предсказать, когда дело доходит до приложений в роботах. В частности, чистая последовательность движений часто еще не совсем ясна во время настройки. Вот почему здесь применяется, в частности, линейный провайдер: test, test, test. Все результаты тестов передаются в базу данных.

Основываясь на этом, а также на многолетнем опыте в области пластиковых технологий, Igus предоставляет 36-месячную гарантию на механические свойства кабелей Chainflex. Это позволяет точно планировать процессы в машиностроении. При этом, если кабель CF Robot выйдет из строя для использования, указанного в каталоге, Igus немедленно бесплатно доставит новый кабель.

Пользователи могут заказать кабели от 1 м и получить товар в течение 24 часов. Производители и пользователи роботов не зависят от дорогих специальных кабелей с длительными сроками поставки, а вместо этого могут выбирать из стандартной программы, специально разработанной и испытанной на скручивание с более чем 100 типами кабелей для роботов, уже имеющихся на складе.

«Smart Plastics» - это возможность заглянуть в ближайшее будущее робототехнических кабелей. Igus имеет различные типы датчиков под названием Isense, которые регистрируют состояние таких компонентов, как кабели или энергетические цепи. Они измеряют, помимо прочего, уровень износа во время работы и подают звуковой сигнал в тот момент, когда требуется ремонт или замена.

Данные передаются в интеллектуальную систему с помощью коммуникационного модуля Icom. При этом модуль может быть подключен ко всем датчикам Igus. После того, как измеренные значения датчика были переданы, их нужно «интерпретировать», то есть расшифровать, чтобы на их основе сформировать инструкции для действий. До сих пор это было возможно через подключение к облаку, Igus Cloud.

Из-за растущей важности IT-безопасности многие компании все больше и больше полагаются на настройку своих собственных систем Scada, поэтому Igus теперь разработал свой концентратор данных в Icom.plus. С помощью нового модуля заказчик может интегрировать данные так, как он считает лучшим для его системы. При существующем онлайн-соединении срок службы постоянно сравнивается с данными в облаке, чтобы минимизировать риск отказа.

Данные в облаке основаны на 10 миллиардах циклов тестирования энергетических цепей и кабелей в испытательной лаборатории, поэтому благодаря машинному обучению и ИИ компания может предоставить точную информацию о надежности используемых решений и на раннем этапе информировать пользователя о любой необходимой замене.

Возврат к списку

Хотите подписаться на статьи электронного журнала "Электрорешения"?