Ener­gie­füh­rung für Robo­ter in Reinräumen

Die Clean SCARA Cable Solu­ti­on, bestehend aus tri­bo­lo­gisch opti­mier­ten Hoch­leis­tungs­kunst­stof­fen und bei High-Speed-Anwen­dun­gen nahe­zu par­ti­kel­frei nach ISO Klas­se 2 arbei­tend, wur­de von igus für SCA­RA-Robo­ter in Rein­räu­men auf den Markt gebracht. Das Sys­tem punk­tet im Ver­gleich zu klas­si­schen Well­schläu­chen mit hoher Sta­bi­li­tät und Bedienerfreundlichkeit.

Der Hol­ly­wood-Block­bus­ter Deep Impact: Ein Komet mit 2,5 Kilo­me­tern Durch­mes­ser rast auf die Erde zu, schlägt ein und sorgt für welt­wei­te Zer­stö­rung. Ein Worst-Case-Sze­na­rio, von dem auch die Elek­tronik­pro­duk­ti­on ein Lied­chen sin­gen kann. Aller­dings in ande­ren Dimen­sio­nen. Denn hier sind win­zi­ge, mit dem Auge nicht sicht­ba­re Par­ti­kel die Kome­ten, die Elek­tronik­bau­tei­le, Halb­lei­ter und Dis­plays rui­nie­ren. Ent­spre­chend wich­tig ist es, dass Maschi­nen und Anla­gen mög­lichst rei­bungs­arm sind und die Umge­bungs­luft nicht kon­ta­mi­nie­ren. Gar nicht so leicht, beson­ders nicht bei soge­nann­ten SCA­RA-Robo­tern, die einem mensch­li­chen Arm ähneln und sich rasant über vier Ach­sen bewe­gen – mit Zyklen­zei­ten von weit unter einer Sekun­de. Hier besteht immer die Gefahr, dass sich bei High-Speed-Anwen­dun­gen Par­ti­kel von Well­schläu­chen und Roh­ren lösen. „Die Füh­rung von Lei­tun­gen und Schläu­chen am SCA­RA-Robo­ter im Rein­raum ist eine Wis­sen­schaft für sich. Schnel­le Bewe­gun­gen sind purer Stress für das Mate­ri­al, wodurch Abrieb und damit unlieb­sa­me Par­ti­kel frei­ge­setzt wer­den“, bestä­tigt Mat­thi­as Mey­er, Lei­ter Geschäfts­be­reich triflex und Robo­tics bei igus. Aus die­sem Grund hat igus das 2020 ent­wi­ckel­te Ener­gie­füh­rungs­sys­tem SCARA Cable Solu­ti­on um eine Vari­an­te für Rein­räu­me erwei­tert. „Die neue Clean SCARA Cable Solu­ti­on ist eine rein­raum­taug­li­che Ener­gie­füh­rung für High-Speed-Anwen­dun­gen – ver­läss­lich, kom­pakt, leicht zu bedie­nen und schnell nach­zu­rüs­ten,“ so Meyer.

ISO Klas­se 2

Herz­stück der neu­en Rein­raum-Ener­gie­füh­rung ist die e‑skin soft, eine modu­lar auf­ge­bau­te Ener­gie­ket­te, die Lei­tun­gen und Schläu­che in einem Bogen vom ver­ti­ka­len Arm des Robo­ters zum End­ef­fek­tor führt. Ihre fle­xi­ble Ober- und Unter­scha­le las­sen sich zu einem geschlos­se­nen, staub- und was­ser­dich­ten Rohr zusam­men­fü­gen. So ist gewähr­leis­tet, dass Par­ti­kel der Lei­tun­gen und Schläu­che nicht aus dem Inne­ren in die Umge­bungs­luft gelan­gen – selbst bei star­ken Bewe­gun­gen. „Um dabei den Stress auf die Lei­tun­gen zu redu­zie­ren und ihre Lang­le­big­keit zu erhö­hen, haben wir an Fest­punkt und Mit­neh­mer der Ener­gie­füh­rung die Anbin­dun­gen dre­hend gela­gert“, erklärt Mey­er. „Das ist der beson­de­re Clou der Ener­gie­füh­rung. Gleich­zei­tig sind die Dreh­la­ge­run­gen so kon­stru­iert, dass sie selbst bei dyna­mi­schen Bewe­gun­gen nahe­zu par­ti­kel­frei sind.“ Und auch die e‑kette sei abrieb­fest – dank tri­bo­lo­gisch opti­mier­tem Hoch­leis­tungs­kunst­stoff. Das bestä­tigt auch die ISO Zer­ti­fi­zie­rung durch Exper­ten des Fraun­ho­fer-Insti­tuts. Die Clean SCARA Cable Solu­ti­on hat ISO Klas­se 2 erreicht. Das bedeu­tet, dass die Ener­gie­füh­rung so abrieb­fest ist, dass sich im lau­fen­den Betrieb in einem Kubik­me­ter Luft höchs­tens 100 Par­ti­kel bis zu einer Grö­ße von 0,1 Mikro­me­ter fin­den. Zum Ver­gleich: Ein durch­schnitt­li­ches Blatt Papier ist 80 Mikro­me­ter dick, also 800-fach dicker.

Alter­na­ti­ve zu klas­si­schen Wellschläuchen 

igus bie­tet mit der Ener­gie­füh­rung eine Alter­na­ti­ve zu klas­si­schen Well­schläu­chen, die neben der Rein­raum­taug­lich­keit zwei wei­te­re Vor­tei­le bie­tet. Ers­tens: Dün­ne, beim SCARA haupt­säch­lich ein­ge­setz­te Well­schläu­che besit­zen kaum Eigen­stei­fig­keit und kön­nen dadurch schnell abkni­cken. Die feh­len­de Lage­rung, die Tor­si­on abfängt, sorgt zusätz­lich dafür, dass die Well­schläu­che schnell rei­ßen. „Anders als Well­schläu­che stützt sich die Clean SCARA Cable Solu­ti­on selbst und besitzt eine ein­zig­ar­ti­ge Dreh­la­ge­rung. Damit ist sie ide­al für kur­ze frei­tra­gen­de Län­gen und hoch­dy­na­mi­sche Anwen­dun­gen geeig­net“, so Mey­er. „Beson­ders bei seit­li­cher Kraft­ein­wir­kung ist die ova­le Geo­me­trie der Ket­te von Vor­teil, da sie zusätz­li­che Sta­bi­li­tät bie­tet.“ Der zwei­te Vor­teil im Ver­gleich zum Well­schlauch: Dank des Zip­per-Prin­zips lässt sich die Clean SCARA Cable Solu­ti­on öff­nen wie ein Reiß­ver­schluss. Ent­spre­chend schnell kön­nen Anwen­der Lei­tun­gen und Schläu­che ein­le­gen. Für zusätz­li­chen Schutz sorgt eine optio­na­le Innen­auf­tei­lung, die bei Well­schläu­chen eben­falls nicht mög­lich ist. „Auf Wunsch kann der Kun­de die neue Ener­gie­ket­te für Rein­räu­me direkt anschluss­fer­tig mit chain­flex Lei­tun­gen als kom­plet­tes Sys­tem erhal­ten.“ Hier ste­hen über 900 hoch­fle­xi­ble Lei­tun­gen mit IPA Klas­se 1 zur Verfügung.