Connecting Robots

Sat Sep 25 2021

09 25

Connecting Robots

03/05/2021

Door Liam van Koert

Enkele jaren terug had kabelfabrikant LAPP een goed idee. Wat als we nu complete kabelsystemen aanbieden op basis van een kabelloos ontwerp? De klant specificeert in- en outputs, aansluit punten, mechanische tekeningen en eventuele aanvullende eisen. LAPP op zijn beurt, levert een complete samenstelling met alle kabels en connectoren op maat. De klant hoeft alleen nog maar aan te sluiten. Volgens LAPP Benelux zijn er geen grote series nodig om tijd en geld te besparen. Vaak loont systeemaanpak al bij een enkelstuks afname. 


     

 

Zelfs in een tijd waar het 5G evangelie van de daken wordt geschreeuwd blijft de kabel voor robots een onmisbaar onderdeel. Het verbind assen, sensoren en besturingen en zorgt, niet geheel onbelangrijk, voor de benodigde stroom. Het maakt natuurlijk nogal wat uit met wat voor robot je te maken hebt, wil je wat kunnen zeggen over het kabelpakket. Zo is het in het geval van de mobiele robot vooral om de interne bekabeling voor communicatie tussen- en voeding voor onderdelen te doen. Misschien komt de robot buiten en dienen de kabels over connectoren en wartels met een hoge beschermingsgraad te beschikken. Misschien werkt een robot in de voedselverwerkende industrie waar het met potentieel agressieve mantelaantastende reinigingsmiddelen te maken krijgt. Of is er een hoogdynamisch lineair systeem met kabelrups gewenst. Het kan zelfs een industriële robotarm betreffen waar een heel kabel- en slangenpakket inwendig moeten worden weggewerkt. Dat betekent dat het gevlochten koper voor stroom- en data over een kleine buigradius beschikken en bovendien vele torsiekrachten moet kunnen opvangen. Last but not least zijn er ook nog eisen – die per land verschillen. Denk daarbij aan UL of CSA certificeren, halogeenvrije oplossingen in verband met brandveiligheid, en natuurlijk die immer in de smiezen te houden elektromagnetische interferentie zodat de kwaliteit van het signaal ook over grotere lengtes gewaarborgd blijft.
Verborgen kabelkosten
Bij bekabeling komt kort gezegd dus veel meer kijken dan even een stukje koper met de juiste mantel trekken. Toch is het vaak een ondergeschoven kindje. Dit legt meteen de vinger op een zere plek, waar de robotbranche in bredere zin mee kampt: het beschikken over de juiste mensen met de juiste kennis van zaken. Heb je als robotbouwer of integrator het geluk wel over voldoende vakmensen te beschikken, dan speelt er nog een andere afweging. Wil je deze relatief dure krachten inzetten voor het krimpen van een connector een aan kabel, of zet je ze liever in voor programmeren van de volgende generatie software – hier ligt in toenemende mate het onderscheidende vermogen van de robotspecialist – of het uitbouwen van geboden services? Mensen zijn overigens niet het enige wat je nodig hebt. Dat geldt ook voor strip-, knip- en krimpmachines die ook onderhouden moet worden. Koper is een hard goedje en de knipmessen moeten regelmatig vervangen worden. Ook testen van de kabels hoort erbij. Krimp- en stripfouten kunnen de signaaloverdracht belemmeren, een foute pinbezetting leidt tot potentieel kostbare storingen.
Naast de technische kosten zijn er natuurlijk ook de inkoop en voorraadkosten. Zelfs wanneer een bedrijf over een eigen inkoopafdeling beschikt, is het inkopen van een compleet kabelsysteem geen simpele druk op de knop. Heeft engineering bepaalt bepaald welke kabel er in welke lengtes gekocht moeten worden en welke connectoren er bij horen, dan moet de inkoper aan de slag met de prijs en logistiek en ook de afdeling inkomende goederen komt er aan te pas. Tot slot zijn er natuurlijk ook de voorraad- en afvalkosten.

Connectprogramma

Al deze factoren op een rijtje zettend is het geen verrassing dat de afdeling systemen van kabelfabrikant LAPP de afgelopen jaren een van de snelst groeiende afdelingen binnen het bedrijf was. Aanvankelijk had systems vooral als rol de engineeringafdelingen te ondersteunen bij het maken van de lastige keuzes, maar al snel volgde ook de productie van complete kabelsystemen voor grotere bedrijven met relatief grote afzetvolumes.  ÖLFLEX CONNECT was geboren. Een all-in-one service van LAPP waarbij zelfs enkelstukssystemen rendabel zijn. Grote geheim hier zijn enkele online configuratoren voor servosystemen en kabelrupsen. Het helpt engineers snel tot de juiste ontwerpkeuzes te komen en stroomlijnt aan LAPP-zijde de informatievoorziening richting de kabelfabriek. Nu is niet alles in een configurator te vangen. Wat bijvoorbeeld als je een pakket wilt met glasvezel of pneumatiek? In die gevallen kan gewoon op de ouderwetse manier een email worden gestuurd of zelfs worden getelefoneerd.


Whitepaper kabelrupsen


Niet alleen bij een kabelpakket, maar ook bij het samenstellen van een kabelrups – een ‘exoskelet’ voor kabels - komt heel wat kijken. Zo zijn vorm en materiaal (typisch nylon, RVS, aluminium of een hybride samenstelling) van rupselementen, isolatoren en de gewrichten allemaal van invloed op technische en economische prestaties van de kabelrups. Ze bepalen hoe goed het kabelpakket wordt beschermd, begeleid en hoe goed het met de trekontlasting bij hoogdynamische toepassingen is gesteld. Vorm en materiaal bepalen bovendien het houdvermogen en de stabiliteit van de constructie, de chemische en UV-bestendigheid, buigradius en levensduur en of een kabelrups geschikt is voor explosieveilige en cleanroomtoepassingen.
Omdat dat deze enorme berg variabelen lastig allemaal in één configurator te vangen zijn en sommige robotbouwers liever zelf de volledige controle over hun ontwerp hebben en hun eigen kabelrups ontwikkelen, kwam Lapp LAPP onlangs met een meer dan 40 pagina’s tellende ‘Engineering Guideline’. Hierin staat schakel voor schakel uitgelegd wat de invloed van elke ontwerpkeuze is. Zo pleit het voor een symmetrische opbouw van de kabelinleg en waarschuwt het dubbellaagssystemen zoveel mogelijk te vermijden. Ook gaat vermeldt het hoe de oriëntatie – heb je te maken met een horizontale of verticale layout – het zelfdragend vermogen van de rups beïnvloed, inclusief tabellen en grafieken om tot een verstandige keuze te kunnen komen. Bovendien is er een sectie specifiek aan robotkabelrupsen gewijd. Zo kunnen ze naast ‘oprollen’ bij translatie over een lineaire as, zich tevens om de robot zelf wikkelen. Hierbij is tot 200 graden rotatie om de robotas geen extra steun nodig. Is die wel voorzien, dan is een rotatie tot 540 graden mogelijk.


Deze engineering whitepaper is voor zowel robotbouwers als integratoren van robots zeker een aanrader. Downloaden kan hiernaast. En wie er niet uit komt kan uiteraard ook een beroep doen op ÖLFLEX CONNECT.