Neue, vielversprechende Märkte, in denen Roboter zunehmend eingesetzt werden, umfassen die Produktion von Brennstoffzellen für Wasserstofffahrzeuge, Batterien für den Transportsektor und Solarzellen für den Energiesektor. Roboter in diesen Bereichen müssen extremen Bedingungen standhalten, beispielsweise hohen Beschleunigungen im Dauerbetrieb (24/7) und akrobatischen Bewegungen mit ihren sechs Achsen. Torsion und begrenzter Bauraum stellen Herausforderungen für Kabelschutzsysteme dar. Diese müssen auch unter hohen dynamischen Kräften zuverlässig funktionieren und gleichzeitig leicht und kompakt sein. Diese Anforderungen betreffen auch die Kabel, die Daten, Flüssigkeiten und Strom zum Roboter und seinen Werkzeugen transportieren. Daher müssen Kabel und ihre Schutzsysteme langlebig, wartungsfrei, sicher und sicher verlegt sein. Darüber hinaus sollten diese Kabelschutzsysteme nur eine geringe zusätzliche Belastung für den Roboter darstellen, schnell zu installieren und im ungünstigsten Fall einfach zu warten sein.
In den meisten Anwendungen von Sechs-Achs-Robotern werden Wellrohre aus optimierten Polymeren zur Kabelführung und zum Kabelschutz eingesetzt. Diese Rohre sind leicht, kostengünstig und bieten einen guten mechanischen Schutz für die Kabel, auch gegen Staub. Sie weisen jedoch auch Nachteile auf: Fällt ein einzelnes Kabel aus, muss das gesamte System ausgetauscht werden. Ein schneller Austausch einzelner Kabel ist nicht möglich, da die Steckverbinder erst nach der Kabelführung durch das Schutzrohr verwendet werden können. Systemausfälle verursachen hohe Wartungskosten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Schutzrohre keinen definierten minimalen Biegeradius garantieren. Daher kann der minimale Biegeradius der Kabel während des Betriebs jederzeit unterschritten werden, was potenziell zu Kabelschäden und -ausfällen führen kann. Roboterkabel hingegen sind so konstruiert, dass sie Torsionsbelastungen standhalten: Der Standard liegt typischerweise bei ±180 Grad über eine Länge von einem Meter. Die Schutzrohre verhindern jedoch ein Verdrehen. Die resultierende Torsionsbelastung wird ausschließlich von einem nur wenige Zentimeter langen Drehgelenk an der sechsten Achse des Roboters aufgenommen. Dies führt zu einer Überlastung der Kabel, wodurch diese schließlich brechen und das System zum Stillstand kommt.
Dreidimensionale Kabelträger stellen eine Alternative zu Wellrohren dar. Obwohl sie teurer sind, bieten sie zahlreiche Vorteile. Ihr minimaler Biegeradius verhindert Beschädigungen an Kabeln und Rohren durch übermäßiges Biegen. Da insbesondere der Roboterkopf starken Dreh- und Wendebewegungen ausgesetzt ist, ist die definierte Verdrehgrenze von entscheidender Bedeutung. Jedes Kettenglied verfügt über einen Verdrehanschlag von ca. 10 Grad, wodurch Kabel sicher über eine größere Distanz gebogen werden können. Der Kabelträger bietet Anwendern zudem eine höhere Flexibilität im Vergleich zu Wellrohren, da er dank seines modularen Aufbaus je nach Anwendung verlängert oder verkürzt werden kann. So lassen sich Kabelträgersysteme bei der Anschaffung neuer Roboter schnell anpassen.
Um Kabel und Schläuche mit den korrekten Biegeradien im Roboter zu führen, verwenden Anwender Einzugssysteme. Diese gewährleisten, dass das Kabelführungssystem so nah wie möglich am Roboterarm bleibt. Einzugssysteme verhindern, dass die Stromversorgung die Bewegungen des Roboters, selbst hochdynamische, beeinträchtigt oder blockiert. Im schlimmsten Fall könnten sich Schlaufen bilden, die die Kabelführung, die Kabel und die darin befindlichen Schläuche beschädigen und zum Ausfall der Maschine führen. Einzugssysteme benötigen Platz, der bei modernen Robotern jedoch nicht mehr vorhanden ist.
Für den dauerhaften und sicheren Betrieb von Robotern sind Kabelträgersysteme in Kombination mit einem Einzugssystem trotz der höheren Anschaffungskosten eine gute Lösung. Die Kabel lassen sich bei Wartungsarbeiten schnell austauschen, was sich langfristig positiv auf das Energieversorgungskonzept auswirkt. Kabelträgersysteme bieten dem Anwender den zusätzlichen Vorteil, dass sie das Kabelsystem einfach an den Roboter anschließen. Idealerweise stammen die Lösungen vom selben Anbieter.
