Roboterschweißen geht druckluftfreie Wege

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Totzeiten belasten Takt

Als weiteren Grund lässt sich der Mangel an Kontrollierbarkeit oder Positionsgenauigkeit anführen. „100 % genau“ ist eine pneumatische Betätigungseinheit nur an den beiden Endlagepunkten, also wenn der Zylinder leer oder komplett gefüllt ist. Jede Zwischenposition muss zwangsläufig durch die Komprimierbarkeit des Mediums an Genauigkeitsverlust leiden.

Als dritten Grund dürfen, speziell was Schweißzangen angeht, die Massenverzögerungen benannt werden. Denn auch wenn der Pneumatik-Stellzylinder an sich leicht ist, muss an Robotern letztlich seine Peripherie in Form der Druckluftzuführung (eventuell Druckminderer, Regler, Sensoren) „mitgeschleppt“ und kompensiert werden – sowohl beim Beginn als auch am Ende der Bewegung. Selbst wenn es nur um Sekundenbruchteile geht, entsteht hinreichend Totzeit, die den Takt belastet. Mitgeschleppte Massen wirken sich deshalb auf die Positioniergenauigkeit und den Energieverbrauch negativ aus. Zuletzt, als vierter Grund, sei noch die Einschränkung in der Flexibilität aufgeführt; Je mehr Versorgungsleitungen ein Roboter führen muss, desto stärker wird sein Bewegungsraum eingeschränkt.

Servoelektrische Alternativ-Betätigung

Eine seit Jahren bekannte Alternative wäre die servoelektrische Betätigung der Schweißzange, allerdings wurden dieser Option als Nachteile die höheren Investitionskosten und vielfach der Mangel an Stellkraft vorgehalten, wenn die Baugröße in etwa gleich zum Pneumatikzylinder sein soll. Die höheren Investitionskosten des servoelektrischen Systems lassen sich nicht wegdiskutieren, doch in einer Total-Cost-of-Ownership-Betrachtung wären sie relativ schnell durch die Energieeinsparung und die zusätzlichen Vorteile in puncto Prozesssicherheit, Geschwindigkeitsgewinn und Wartungsarmut amortisiert.

Was darüber hinaus den Faktor „Stellkraft“ angeht, sieht es in der Regel so aus: Bei der Umsetzung eines rotativen Elektroantriebes in eine Linearbewegung wird zum Beispiel oft an klassische Kugelumlaufspindeln gedacht. Bei dieser Bauform kann aber die relativ geringe Belastbarkeit, die hohe Lärmemission, die Vibration und die relativ geringe Lebensdauer kritisiert werden. Geht man hingegen beispielsweise auf die Rollengewindespindeln über, die Exlar als Grundlage seiner Linearantriebe verwendet, dann sind drei Vorteile im Vergleich zu Kugelumlaufspindeln sehr deutlich zu erkennen:

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