Tsubaki Kabelschlepp integra un cavo d'acciaio centrale in ogni maglia della sua catena portacavi per robot Robotrax, così che le forze di trazione generate dai movimenti rapidi del braccio gravino sull'acciaio e non sui conduttori e sui tubi presenti al suo interno. Secondo l'azienda, il cavo sopporta il carico di trazione principale quando il robot cambia direzione o accelera fino a 10 g.
Il sistema è pensato per i robot antropomorfi a sei assi. Quando questi bracci ruotano, oscillano e si estendono, i cavi elettrici, le fibre ottiche e i tubi pneumatici che li alimentano sono sottoposti a torsione, accelerazioni rapide e ripetuti contatti con le strutture della macchina. Tsubaki Kabelschlepp indica come conseguenze tipiche l'usura prematura dei conduttori, il cedimento dell'isolamento e i fermi di produzione non pianificati.
Un cavo d'acciaio si fa carico degli sforzi
Nelle catene portacavi tradizionali, le sollecitazioni del movimento si trasmettono direttamente alle linee all'interno. Robotrax è progettato per deviare queste sollecitazioni altrove. Un cavo d'acciaio attraversa il nucleo di ogni maglia della catena e assorbe le principali forze di trazione. Il produttore afferma che in questo modo le linee elettriche e fluidiche sono isolate dagli sforzi di trazione e la vita utile dei cavi si allunga.
La tensione nel sistema si regola con un elemento di serraggio integrato. Secondo Tsubaki Kabelschlepp, i manutentori possono così tarare la catena e mantenerne costante il supporto meccanico per lunghi cicli operativi. Un distinto elemento di tensionamento blocca le maglie della catena.
Geometria delle maglie e disposizione dei cavi
Le maglie sono componenti in plastica monoblocco, aperti, con attacchi sferici a scatto su entrambi i lati. Questa geometria consente alla catena di flettersi su tre assi. La rotazione radiale arriva fino a ±450 gradi per metro, a seconda della dimensione del modello.
Ogni maglia può contenere fino a tre camere. Secondo l'azienda, questa separazione evita che cavi di potenza di grossa sezione, canali dati sensibili e tubi per fluidi si disturbino o si sfreghino a vicenda. Nelle taglie standard, da R040 a R100, i tecnici inseriscono i cavi nella catena aperta a pressione, senza utensili. L'azienda sostiene che ciò riduce i tempi di installazione e manutenzione e rende semplice ispezionare ogni cavo.
La configurazione R140X, di dimensioni maggiori, utilizza traversini orientabili con chiusure a scatto. Accetta inoltre separatori verticali e orizzontali, in modo da suddividere lo spazio interno in base ai cavi installati. Una staffa a sgancio rapido gestisce il fissaggio e il prolungamento della catena, mentre i morsetti LineFix garantiscono lo scarico della trazione.
Pull Back Unit e protezioni
Con ampi volumi di lavoro e traiettorie veloci, un tratto di catena lasco può oscillare liberamente fino a urtare il corpo del robot. Tsubaki Kabelschlepp risponde con la Pull Back Unit (PBU), un meccanismo di richiamo attivo che mantiene in tensione la catena per l'intero ciclo di movimento. Evitando un eccesso di lasco, l'unità riduce il rischio di collisioni lungo percorsi di movimento complessi.
Secondo l'azienda, l'elemento di richiamo non richiede manutenzione. Sono disponibili configurazioni di montaggio standard per i robot KUKA, ABB e FANUC.
Le protezioni possono inoltre essere montate in un secondo momento sulle singole maglie. Limitano il raggio di curvatura minimo per evitare che la catena venga flessa eccessivamente e proteggono il corpo della catena da urti violenti e abrasione. Quando una protezione si consuma, i tecnici sostituiscono solo quel modulo anziché l'intero gruppo catena.
Accessori per celle in ambienti gravosi
Tsubaki Kabelschlepp propone Robotrax per applicazioni che vanno dalle celle di saldatura per l'automotive ai centri di lavoro ad alta velocità e offre accessori per queste condizioni. Gli schermi termici in fibra tessile rivestita di alluminio proteggono dal calore irradiato, dagli spruzzi di saldatura incandescenti e dalle scintille. Le guaine in poliestere rivestito difendono le linee da lubrorefrigeranti, oli idraulici, overspray di vernice e polveri abrasive. I morsetti multistrato LineFix ancorano i cavi a entrambe le estremità, impedendone lo spostamento assiale durante i movimenti più intensi.
Analisi: cosa significa e cosa resta da dimostrare
La gestione dei cavi raramente fa notizia in una cella robotizzata, ma è una causa ricorrente di fermi macchina: un cavo dinamico che cede blocca una linea quanto un azionamento guasto. La logica progettuale è solida e facile da seguire: separare il percorso della trazione da quello di segnali e fluidi, in modo che a sopportare il carico sia il componente concepito per farlo. Deviare la forza di trazione su un elemento in acciaio è un approccio consolidato in ingegneria, e applicarlo all'interno di ogni maglia di una catena portacavi tridimensionale per robot è una risposta ragionevole alla torsione multiasse, per cui le catene planari non erano state progettate.
L'abbinamento con la PBU è l'aspetto più concreto per gli integratori. Le collisioni della catena con il corpo del robot sono una modalità di guasto diversa dall'affaticamento dei conduttori, e l'azienda le tratta separatamente: richiamo attivo per il lasco e protezioni montabili a posteriori per l'usura da contatto. Le opzioni di montaggio per piattaforme KUKA, ABB e FANUC permettono di installare l'unità di richiamo sui robot più diffusi nelle celle di saldatura e lavorazione.
Le dichiarazioni vanno però prese con cautela. Il materiale parla di vita utile prolungata e di disponibilità massimizzata, ma non fornisce numero di cicli, dati sulla durata né confronti con altre catene o con la gestione cavi convenzionale. Il valore di accelerazione di 10 g e la rotazione di ±450 gradi per metro sono specifiche dichiarate dal produttore, e il secondo varia con la taglia del modello senza una ripartizione per dimensione. Non vengono citati dati da installazioni presso i clienti né test indipendenti.
Gli acquirenti dovrebbero inoltre valutare compromessi che il materiale non quantifica. Un sistema con anima in acciaio, più camere e unità di richiamo aggiunge componenti e costi rispetto a una catena semplice, e il prezzo non è dichiarato. Se la riduzione dei fermi non pianificati compensi questo costo dipenderà dal ciclo di lavoro della cella, dal tipo di cavo e dalla frequenza con cui oggi si verificano le collisioni. Finché non saranno pubblicati dati di durata da celle in esercizio, il progetto resta un approccio ingegneristico ben ragionato, con prestazioni dichiarate che rimangono quelle del fornitore.