Zdvíhají, skládají, stohují, řežou, frézují, svařují, lakují, brousí nebo montují – robotické systémy se dnes používají téměř ve všech průmyslových odvětvích. V závislosti na činnosti pak mohou být i skutečnými maratonskými běžci, protože musí vydržet až 10 milionů rotací a změn ohybu. A milionkrát s nimi musí vydržet tyto pohyby i komponenty jako jsou kabely a spojovací prvky, a to s torzí až 1000°/m a extrémními úhly ohybu až do 7,5násobku vlastního vnějšího průměru. Pokud kabel selže, může se zastavit celá výrobní linka a mohou vzniknout milionové škody. Proto není žádný div, že výrobci robotických systémů kladou maximální důraz na to, aby byl každý použitý komponent a každý kabel koncipován pro individuální použití a v maximálním rozsahu testován pro trvalé využití. Existují nespočetné oblasti použití a tomu odpovídající velké množství typů i variant robotických systémů, které jsou dnes v průmyslu používány. Proto se téměř u každého zákazníka liší i požadavky na jednotlivé komponenty, jako jsou například kabelové systémy. Z tohoto důvodu spolupracují společnosti vyrábějící roboty přednostně s producenty, jež jsou schopni vedle rozsáhlého sortimentu standardních produktů nabídnout i vývoj a výrobu individuálních speciálních kabelů. K tomu je potřebná nejenom technická kompetence v oblasti výroby, ale i rozsáhlé zkušenosti umožňující kvalifikované poradenství. Společnost Lapp Muller, specialista skupiny Lapp na robotiku, se tímto tématem intenzivně zabývá již více než 15 let. K zákazníkům skupiny Lapp patří v oblasti robotiky podniky jako Comau Robotics a Hyundai, dodávající roboty pro automobilky, Imeca, dodávající roboty pro firmu Michelin, Cimlec, dodavatel francouzských automobilek jako je Peugot-Citroën a Renault, Samsung, v oblasti zpracování polovodičů se svářecími roboty a energetickými řetězy, Nelson Bolzenschweiß-Technik a Dürr, systémoví partneři automobilek a dodavatelského průmyslu, i mnoho dalších. Vysoké nároky na fle xibilitu a dlouhou životnost Z důvodu extrémních rotačních pohybů a střídání ohybu na robotických systémech musí být použité kabely vysoce flexibilní, musí disponovat velmi malým poloměrem ohybu a vydržet vysoké namáhání krutem. K tomu pak přistupují i vysoké požadavky na kvalitu a životnost komponent, které musí být schopné vykonat miliony takových pohybů, aniž by přitom došlo k jejich poškození. Dalším problémem jsou omezené prostory pro vedení kabelů: nejrůznější kabely musí být uloženy v minimálním prostoru uvnitř robota, v některých případech jsou vedeny po vnější straně jednotlivých os. Z tohoto důvodu se v robotice často používají hybridní kabely, které v jednom vnějším plášti sdružují více vedení. Zde se pak například potkávají vysokonapěťové kabely zajišťující efektivní napájení s datovými kabely. Vysoké jsou tak i požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu (EMC) a koncepci odpovídajícího stínění všech komponent. Výzvou přitom je, aby hybridní kabely – i přes přítomnost různých svazků kabelů a stínicích i výplňových materiálů – měly vysokou flexibilitu a stabilitu vůči trvalému namáhání krutem a střídavým ohybem. O výběru materi álů rozhoduje oblast použití Pro stínění se při výrobě kabelů používají obecně dvě techniky: měděný stínicí oplet nebo obložení. U měděného stínicího opletu jsou měděné drátky spleteny do „hadice“ s malými oky, která obklopuje kabel. Touto metodou jsou dosahovány zvlášť vysoké hodnoty stínění proti elektromagnetickému záření a oplet se tedy používá u mnoha hybridních kabelů. Při nasazení v robotice však vzniká problém. Při pohybech robotického systému jsou kabely vystaveny extrémním střídavým ohybům a vysokému zkrutu. Vrstvy měděného opletu se při silném kroucení posouvají dovnitř a ven. Přitom dochází nejenom k poškození opletu jako takového, ale poškozeny mohou být i další komponenty kabelu. Při torzi 360°/m již po 100 000 cyklech často klesá účinnost stínicího opletu, protože dochází ke zlámání drátků a vzniku malých otvorů v měděném opletu, takže záření již není tak dobře odstíněno. Při střídavém ohybu s poloměrem, který odpovídá 10násobku vnějšího průměru kabelu, vzniká tentýž problém až po dvou či třech milionech cyklů. Proto se u kabelů pro robotiku často používá obložení, jako alternativní metoda stínění . Obložení je tvořeno spirálovým návinem měděného drátu nebo fólie pouze v jednom směru. Protože je opotřebení velmi malé, je tato metoda zvláště vhodná pro dynamické aplikace. Zákazníci z oboru robotiky kupují hotov á řešení jen vz ácně Ve většině případů přicházejí zákazníci k firmě Lapp Muller s přesně definovanými požadavky na kabelový systém, který chtějí použít ve svém robotickém systému. Pokud nemohou být tato kritéria splněna produktem ze standardního sortimentu, vytvoří Lapp pro zákazníka tým a vyvine pro něj individuální řešení. Produkty, které se používají v robotice, jsou například napájecí kabely, hybridní kabely kulaté nebo ploché, spirálové kabely a speciální kabely pro roboty. Příkladem z rozsáhlého standardního sortimentu firmy Lapp Muller je kabel Robocable® F1, který se používá především v automobilovém průmyslu. Vysoce flexibilní kabel pro roboty má vnější plášť z PUR, je odolný vůči řadě olejů, oděru a UV záření. K tomu přistupuje polyesterová izolační vrstva, vyvinutá speciálně pro vysoká zatížení kabelu. Jednotlivé svazky kabelů uvnitř hybridního kabelu jsou proti záření stíněny měděným obložením a celý kabel je pak vybaven doplňkovým stíněním měděným opletem. Poloměr dynamického ohybu odpovídá 10násobku vnějšího průměru, torzní odolnost ± 180°/m. Kabel vydrží při tomto zatížení bez poškození až 10 milionů cyklů. Na základě zvláštního požadavku vyvinula společnost Lapp Muller společně se zákazníkem z oboru robotiky variantu Robocable® F1 Gold, která se používá především u robotů s pohybem ve více osách, určených například ke svařování komponent automobilové karoserie. Další vývoj kabelu F1 je zaměřen na vysoký výkon při ještě větším mechanickém namáhání. Zejména kombinace střídavého ohybu a zkrutu při komplexních pohybech robota vedla u původních kabelů často k rozlámání a poškození stínicí vrstvy, chránící datové kabely před elektromagnetickým zářením. U kabelu Robocable® F1 Gold je proto provedeno veškeré stínění formou měděného obložení. Zvláštní výzvou ve výrobě kabelů pro roboty je jejich malá délka podle požadavků zákazníka. Protože je speciální kabel často použitelný pouze pro určitou aplikaci, jsou poptávána a odebírána menší množství než u jiných druhů kabelů, u kterých je minimální odběr často i několik kilometrů. Jacques Besio, vedoucí výroby, Lapp Muller
