Ingiant Technology | Branchenneuigkeit | 8. Februar 2025

In der industriellen Fertigung spielen Schweißroboter eine immer wichtigere Rolle. Dank ihrer präzisen und effizienten Schweißvorgänge haben sie die Produktqualität und Produktionseffizienz deutlich verbessert. Doch hinter diesem Rampenlicht verbirgt sich eine Schlüsselkomponente, die oft unbemerkt bleibt: der Schleifring. Heute lüften wir das Geheimnis der Anwendung von Schleifringen in Schweißrobotern.

Schleifringe: Das flexible Herzstück von Schweißrobotern

Schweißroboter müssen sich flexibel im dreidimensionalen Raum bewegen und Schweißwinkel und -position ständig anpassen können. Ein Schleifring, der Strom, Signale und Daten zwischen rotierenden und stationären Teilen überträgt, fungiert dabei als „flexible Nabe“ des Roboters. Er ermöglicht es dem Roboterarm, verschiedene Informationen stabil zu empfangen und zu senden, während er sich kontinuierlich dreht, und gewährleistet so einen reibungslosen Ablauf des Schweißvorgangs.

Stellen Sie sich vor, es gäbe keine Schleifringe: Der Arm des Schweißroboters müsste bei jeder Drehung um einen bestimmten Winkel anhalten und die Stromkreise neu verbinden. Dies würde die Arbeitseffizienz erheblich reduzieren und möglicherweise sogar zu instabiler Schweißqualität führen. Dank der Schleifringe kann der Roboter eine kontinuierliche und ununterbrochene Rotation ausführen, vergleichbar mit einer Tänzerin, die sich frei auf der Bühne bewegt. Dadurch wird der Schweißvorgang effizienter und präziser.

Einzigartige Vorteile von Schleifringen für Schweißroboter

Verbesserung der Schweißgenauigkeit

Während des Schweißprozesses können selbst geringste Signalstörungen oder Spannungsschwankungen die Schweißqualität beeinträchtigen. Schleifringe nutzen fortschrittliche elektrische Übertragungstechnik, die Signaldämpfung und Störungen effektiv reduziert und so sicherstellt, dass der Schweißroboter präzise Steuersignale empfängt. Dadurch kann der Roboter Schweißstrom, Spannung und Geschwindigkeit exakt steuern und somit hochwertige Schweißnähte erzielen und die Produktqualifizierungsrate deutlich steigern.

Verbesserung der Gerätezuverlässigkeit

Schweißroboter müssen üblicherweise über lange Zeiträume in rauen Industrieumgebungen arbeiten und dabei vielfältigen Herausforderungen wie hohen Temperaturen, Staub und Vibrationen begegnen. Schleifringe werden speziell entwickelt und gefertigt, um eine hohe Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Störfestigkeit zu gewährleisten. Sie arbeiten stabil in komplexen Umgebungen, reduzieren Geräteausfälle, senken die Wartungskosten und minimieren Stillstandszeiten – und bieten so eine zuverlässige Unterstützung für die Unternehmensproduktion.

Erweiterung der Roboterfunktionen

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der industriellen Automatisierung werden die Funktionen von Schweißrobotern immer vielfältiger. Neben den grundlegenden Schweißvorgängen benötigen sie auch Funktionen wie Sichtprüfung und Datenübertragung. Schleifringe können verschiedene Signalarten gleichzeitig übertragen, beispielsweise Videosignale, Steuersignale und Sensordaten, und bieten so eine wichtige Grundlage für die Erweiterung der Roboterfunktionen. Über Schleifringe können Schweißroboter in Echtzeit mit anderen Geräten kommunizieren und Daten austauschen, was ein intelligenteres Produktionsmanagement ermöglicht.

Roboter lassen sich hauptsächlich in folgende Kategorien einteilen:

Klassifizierung nach Anwendungsgebiet Industrieroboter:

Roboter werden hauptsächlich in der industriellen Fertigung eingesetzt, beispielsweise in der Automobil- und Elektronikindustrie. Gängige Beispiele sind Schweißroboter, Handhabungsroboter und Montageroboter, die die Produktionseffizienz, -qualität und -konsistenz verbessern. Serviceroboter bieten vielfältige Dienstleistungen für den Menschen, darunter Haushaltsroboter wie Kehr- und Fensterputzroboter, medizinische Serviceroboter wie OP- und Rehabilitationsroboter sowie Serviceroboter für Gastronomie und Führung.

Militärroboter:Sie werden für militärische Aufgaben eingesetzt, beispielsweise für Bombenentschärfungsroboter, Aufklärungsroboter, unbemannte Kampfflugzeuge usw., wodurch die Risiken für Soldaten bei gefährlichen Aufgaben verringert werden können.

Bildungsroboter:Im Bildungsbereich werden sie eingesetzt, um Schülern das Erlernen von Programmierung, Naturwissenschaften, Mathematik und anderen Kenntnissen zu erleichtern, beispielsweise durch den Bau und die Programmierung von Lego-Robotern, Ability Storm-Robotern usw., um die praktischen Fähigkeiten und das logische Denkvermögen der Schüler zu fördern.

Unterhaltungsroboter:Zum Unterhaltungszwecken können Roboterhaustiere, humanoide Performance-Roboter usw. den Menschen ein unterhaltsames und interaktives Erlebnis bieten.

Klassifizierung nach Kontrollmethode

Ferngesteuerter Roboter:Die Steuerung erfolgt per Fernsteuerung oder Fernsteuerungsgerät. Der Bediener kann die Bewegungen und das Verhalten des Roboters in Echtzeit steuern. Häufig wird er bei Einsätzen in gefährlichen Umgebungen oder bei Situationen eingesetzt, die eine präzise Bedienung erfordern, wie z. B. Bombenentschärfung, Unterwassererkundung usw.

Autonomer Roboter:besitzt die Fähigkeit, selbstständig Entscheidungen zu treffen und Maßnahmen zu ergreifen, kann die Umgebung mithilfe von Sensoren wahrnehmen und Algorithmen und Modelle für Analyse, Planung und Entscheidungsfindung nutzen, wie z. B. autonome mobile Roboter, autonome Navigationsdrohnen usw.

Hybridsteuerungsroboter:Verbindet die Eigenschaften von Fernsteuerung und autonomer Steuerung, kann in einigen Fällen autonom arbeiten und kann bei Bedarf auch eine manuelle Fernsteuerung akzeptieren, um sich an unterschiedliche Aufgabenanforderungen und Umgebungsbedingungen anzupassen.

Klassifizierung nach Strukturmorphologie

Humanoider Roboter:besitzt eine Körperstruktur und ein Aussehen, die denen des Menschen ähneln, üblicherweise mit Kopf, Rumpf, Gliedmaßen und anderen Körperteilen, und kann menschliche Bewegungen und Verhaltensweisen imitieren, wie beispielsweise Hondas ASIMO, Boston Dynamics' Atlas usw.

Radroboter:nutzt Räder als Hauptantriebsart, zeichnet sich durch hohe Bewegungsgeschwindigkeit und Effizienz aus und eignet sich für die Fortbewegung auf ebenem Untergrund, wie beispielsweise bei einigen Logistikverteilungsrobotern, Inspektionsrobotern usw.

Kettenroboter:Sie verfügen über Kettenantrieb, bieten gute Geländegängigkeit und Stabilität, können in schwierigem Gelände wie unwegsamen Bergstraßen, Schnee, Sand und anderen Umgebungen fahren und werden häufig im Militär, bei Rettungseinsätzen und in anderen Bereichen eingesetzt.

Beinroboter:Roboter, die sich über mehrere Beine fortbewegen, wie z. B. vierbeinige Roboter, sechsbeinige Roboter usw., weisen eine bessere Flexibilität und Anpassungsfähigkeit auf und können sich in unebenem Gelände oder engen Räumen fortbewegen.

Weiche Roboter:Sie verwenden weiche Materialien und Strukturen, weisen eine hohe Flexibilität und Anpassungsfähigkeit auf und können sich komplexen Umgebungen und Formen anpassen, wie beispielsweise einige weiche Roboter, die für minimalinvasive medizinische Eingriffe und die Inspektion von Rohrleitungen eingesetzt werden.

Klassifizierung nach Fahrmodus

Elektrische Roboter:Die Verwendung von Elektromotoren als Hauptenergiequelle bietet Vorteile wie hohe Regelgenauigkeit, schnelle Reaktionsgeschwindigkeit, Sauberkeit und Umweltschutz usw. und ist derzeit die am weitesten verbreitete Antriebsart; die meisten Industrieroboter und Serviceroboter werden elektrisch angetrieben.

Hydraulische Roboter:Sie nutzen den vom Hydrauliksystem erzeugten Druck, um die Gelenke und Aktuatoren des Roboters anzutreiben. Sie zeichnen sich durch eine große Ausgangskraft und eine hohe Leistungsdichte aus und werden häufig in großen Industrierobotern oder Robotern eingesetzt, die eine hohe Tragfähigkeit erfordern.

Pneumatischer Roboter:Es nutzt Druckluft als Energiequelle und treibt die Bewegung des Roboters über pneumatische Komponenten wie Zylinder und Luftmotoren an. Es bietet die Vorteile niedriger Kosten, einfacher Wartung und hoher Sicherheit, jedoch ist die Ausgangskraft relativ gering und es eignet sich daher nur für leichte Lasten und schnelle Bewegungsabläufe.

Automobilindustrie

BMW Automobilproduktionslinie

Anwendung: In der Karosserieschweißerei von BMW kommen zahlreiche Schweißroboter zum Einsatz. Schleifringe in den Drehgelenken der Roboter gewährleisten die stabile Übertragung von Strom, Steuersignalen und Sensordaten, die für das Schweißen in verschiedenen Winkeln und Positionen erforderlich sind. Beispielsweise muss der Roboter beim Schweißen der Karosserieseite häufig rotieren und schwenken. Der Schleifring sorgt für eine stabile Schweißstromversorgung, sodass die Schweißstromschwankungen minimal sind und somit die Qualität und Gleichmäßigkeit der Schweißnaht sichergestellt wird.
Wirkung: Durch den Einsatz von mit Schleifringen ausgestatteten Schweißrobotern konnte die Schweißeffizienz der BMW-Produktionslinie deutlich gesteigert, die Fehlerrate signifikant gesenkt und die Produktqualität effektiv sichergestellt werden. Gleichzeitig reduziert die hohe Zuverlässigkeit der Schleifringe die Roboterstillstandszeiten und verbessert die Gesamteffizienz der Produktionslinie.

BYD-Werk für neue Energiefahrzeuge

Anwendung: In der Produktion von Elektrofahrzeugen bei BYD werden Schweißroboter mit Schleifringen ausgestattet, um eine stabile Signal- und Stromübertragung zu gewährleisten. Beim Schweißen des Batterieträgers müssen die Schweißparameter präzise gesteuert werden, um die Sicherheit und Stabilität der Batterie zu gewährleisten. Der Schleifring unterstützt den Roboter dabei, Anweisungen vom Steuerungssystem genau zu empfangen und Parameter wie Schweißgeschwindigkeit und Stromstärke präzise anzupassen.
Effekt: Durch den Einsatz von Schleifringen in Schweißrobotern konnte die Schweißqualität der BYD-Batterieträger deutlich verbessert, die Produktionseffizienz um etwa 30 % gesteigert und die Produktionskosten gesenkt werden, wodurch die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte auf dem Markt erhöht wurde.

Maschinenbauindustrie

Caterpillar Maschinenbau

Anwendung: Caterpillar setzt Schweißroboter zum Verschweißen von Bauteilen bei der Fertigung großer Baumaschinen wie Baggern und Ladern ein. Der Schleifring ist am Handgelenk des Roboters angebracht und ermöglicht ihm die freie Drehung bei komplexen Schweißaufgaben. Beispielsweise muss der Roboter beim Schweißen der Auslegerstruktur eines Baggers in verschiedenen Winkeln und Positionen schweißen. Der Schleifring kann mehrere Signale und gleichzeitig Strom übertragen und gewährleistet so die Bewegungsgenauigkeit des Roboters und die Schweißqualität während des Schweißprozesses.
Wirkung: Durch den Einsatz von Schleifringen können sich die Schweißroboter von Caterpillar an komplexe Schweißbedingungen anpassen, wodurch die Schweißqualität und die Produktionseffizienz verbessert werden. Gleichzeitig werden aufgrund der langen Lebensdauer und hohen Zuverlässigkeit der Schleifringe die Wartungskosten und Ausfallzeiten der Anlagen reduziert und die Produktionseffizienz des Unternehmens gesteigert.

XCMG Maschinenbau Schweißen

Anwendung: Bei der Schweißfertigung von Kranen, Straßenwalzen und anderen Baumaschinen nutzen die Schweißroboter von XCMG Schleifringe, um ein uneingeschränktes 360°-Drehschweißen zu ermöglichen. Während des Schweißprozesses am Kranausleger muss sich der Roboter kontinuierlich drehen und stabile Schweißparameter beibehalten. Der Schleifring gewährleistet die zuverlässige Übertragung von Schweißstrom, Sensorsignalen und Steuersignalen und ermöglicht dem Roboter so die präzise Ausführung des Schweißvorgangs.
Wirkung: Der Einsatz von Schleifringen hat die Qualität und Effizienz der Schweißroboter von XCMG beim Auslegerschweißen deutlich verbessert. Auch die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit der Produkte wurden gesteigert, wodurch die Position von XCMG in der Baumaschinenindustrie weiter gefestigt wurde.

Luft- und Raumfahrtindustrie

Boeing Flugzeugbau

Anwendung: In der Flugzeugfertigung von Boeing werden hochentwickelte Schweißroboter für das Schweißen von Präzisionsteilen eingesetzt. Schleifringe spielen dabei eine Schlüsselrolle, insbesondere beim Schweißen komplexer Bauteile wie Triebwerkschaufeln, die eine hochpräzise Steuerung und eine stabile Stromversorgung erfordern. Schleifringe gewährleisten die Genauigkeit der Signalübertragung und die Stabilität der Energieübertragung, wenn die Roboter Feinschweißarbeiten auf engstem Raum durchführen.
Wirkung: Der Einsatz von Schleifringen verbessert die Schweißqualität und Präzision von Boeing-Flugzeugteilen, gewährleistet die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit wichtiger Bauteile wie Flugzeugtriebwerke und bietet eine starke Garantie für den sicheren Flugbetrieb von Flugzeugen.

Ein Schweißprojekt einer bestimmten Komponente von China Aerospace

Anwendung: Beim Schweißen von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt sind höchste Schweißqualität und -stabilität unerlässlich. Nach der Ausstattung des Schweißroboters mit Schleifringen kann er Schweißvorgänge in Testeinrichtungen durchführen, die die Weltraumbedingungen simulieren. Die Schleifringe sind an extreme Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Vakuum angepasst, gewährleisten die stabile Signal- und Stromübertragung während des Schweißvorgangs und sichern so die Schweißqualität der Bauteile.
Wirkung: Der erfolgreiche Einsatz von Schleifringen in Schweißrobotern für die Luft- und Raumfahrt hat einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung der Luft- und Raumfahrtindustrie meines Landes geleistet, das Fertigungsniveau und die Zuverlässigkeit von Luft- und Raumfahrtteilen verbessert und den Fortschritt der Luft- und Raumfahrttechnologie meines Landes gefördert.

Arten von Schleifringen, die in Schweißrobotern benötigt werden

Pneumatisch-hydraulisch-elektrischer Hybrid-Schleifring -DHS-Serie

Merkmale: Angebote des Unternehmens GiantKombinationsschleifringEs handelt sich um eine Anordnung von pneumatischen, elektrischen und hydraulischen Schleifringen sowie Drehgelenken. Sie kann kleinste Ströme, Leistungsströme oder verschiedene Datensignale von beliebigen rotierenden Körpern übertragen, hydraulische Drücke von 0,8 MPa bis 20 MPa übertragen und auch Druckluft oder andere Spezialgase leiten. Die Anzahl der elektrischen Schleifringkanäle beträgt 2 bis 200, die Anzahl der hydraulischen oder pneumatischen Drehgelenke 1 bis 36 und die Drehzahl 10 bis 300 U/min.
Anwendungsszenarien: Im Betrieb muss der Schweißroboter nicht nur Strom und Steuersignale übertragen, sondern gegebenenfalls auch Schweißgas, Kühlmittel und andere Medien. Der gas-flüssig-elektrische Hybrid-Schleifring integriert diese Funktionen und ermöglicht so eine multifunktionale Kraftübertragung. Dadurch wird die Bauweise des Schweißroboters kompakter und seine Arbeitseffizienz sowie Zuverlässigkeit verbessert.

Hochstrom-Schleifring-50A-2000A

Merkmale: Unser Unternehmen bietet Hochstrom-Schleifringe an, die Ströme von 50 A und mehr übertragen und sogar mehrere hundert Ampere leiten können. Dank ihres einzigartigen Designs und ihrer präzisen Verarbeitung ist die Zwischenringstruktur in einem speziellen Hohlrahmen ausgeführt, was die Wartung vereinfacht und die Wärmeableitung optimiert. Die Schleifringe sind mit importierten Kohlebürsten ausgestattet, zeichnen sich durch hohe Strombelastbarkeit und geringe Staubentwicklung aus. Der Strom kann bis zu 2000 A pro Ring erreichen, und der Betrieb ist stabil und zuverlässig. Anwendungsbeispiel: Beim Schweißen wird ein hoher Strom benötigt, um ausreichend Hitze zum Schmelzen des Metalls zu erzeugen. Die Hochstrom-Schleifringe erfüllen die Anforderungen von Schweißrobotern an die Hochstromübertragung und gewährleisten so eine stabile Stromversorgung der Schweißpistole. Dies sichert die Schweißqualität und -effizienz.

Glasfaser-Schleifring-HS-Serie

Merkmale: Dank der optischen Faser als Datenträger ermöglicht sie die unterbrechungsfreie Übertragung optischer Signale zwischen rotierenden und stationären Teilen. Sie zeichnet sich durch Langlebigkeit in rauen Umgebungen, kontakt- und reibungsfreien Betrieb sowie eine lange Lebensdauer aus (bis zu über 10 Millionen Umdrehungen, über 100 Millionen Umdrehungen pro Kern). Durch die Kombination mit Mehrkanaltechnologie können mehrere Signale gleichzeitig übertragen werden, beispielsweise Video, Seriendaten und Netzwerkdaten. Die Signalübertragung über optische Fasern ist leckagefrei, unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und ermöglicht die Übertragung über große Entfernungen.
Anwendungsszenarien: Bei Schweißrobotern mit hohen Anforderungen an die Schweißqualität und der Notwendigkeit einer Echtzeitüberwachung des Schweißprozesses können faseroptische Schleifringe eingesetzt werden. Sie übertragen hochauflösende Videosignale und Bilder des Schweißbereichs an das Überwachungssystem, sodass die Bediener den Schweißvorgang in Echtzeit verfolgen können. Darüber hinaus ermöglichen faseroptische Schleifringe bei Schweißrobotern, die mit anderen hochpräzisen Geräten zusammenarbeiten, die Übertragung hochpräziser Steuersignale und Daten, um die Bewegungs- und Steuerungsgenauigkeit des Roboters sicherzustellen.

Kapsel-Schieberring-12mm 6-108 Ring

Merkmale: Konzipiert für kleine und mittelgroße Geräte, die eine 360°-Drehung zur Stromleitung oder Übertragung von Steuersignalen, Daten und Videosignalen benötigen. Dank eines speziellen Oberflächenbehandlungsverfahrens und einer extrem harten Goldplattierung werden äußerst geringe Widerstandsschwankungen und eine extrem lange Lebensdauer gewährleistet. Es dient hauptsächlich zur Übertragung schwacher Steuersignale und Ströme in kleinen und mittelgroßen Systemen und zeichnet sich durch geringes Drehmoment, geringe Verluste, Wartungsfreiheit und geringes elektrisches Rauschen aus.
Anwendungsszenarien: Bei kleinen oder kompakten Schweißrobotern, insbesondere in beengten Arbeitsumgebungen, ermöglicht die geringe Größe des Schleifrings in Kappenbauweise eine optimale Anpassung. Er versorgt miniaturisierte Verbindungen oder rotierende Teile des Schweißroboters mit Energie und Signalen und gewährleistet so flexible Bewegungen und präzise Steuerung.

Gigabit-Ethernet-Schleifring

Merkmale: Der 360° drehbare Adapter ermöglicht die Übertragung eines Gigabit-Ethernet-Signals über einen einzigen Kanal. Er ist für die Übertragung von 100M/1000M-Ethernet-Signalen ausgelegt und zeichnet sich durch stabile Übertragung, verlustfreie Übertragung, geringe Rückflussdämpfung, geringe Einfügedämpfung, hohe Störfestigkeit und PoE-Unterstützung aus. Er kann Strom- und Signalkanäle kombinieren und bis zu acht Gigabit-Netzwerkkanäle gleichzeitig übertragen. Die RJ45-Anschlüsse ermöglichen ein einfaches Ein- und Ausstecken.
Anwendungsszenario: In automatisierten Schweißproduktionslinien müssen Schweißroboter üblicherweise mit anderen Geräten kommunizieren und Hochgeschwindigkeitsdaten übertragen. Gigabit-Ethernet-Schleifringe erfüllen die Anforderungen an die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung zwischen Schweißrobotern und Host-Computern, Steuerungen, Sensoren und anderen Geräten und ermöglichen die automatisierte Steuerung und Fernüberwachung des Schweißprozesses.

Herausforderungen und Überlegungen zur Anwendung von Schleifringen

Die Anwendung von Schleifringen in Schweißrobotern ist jedoch nicht unproblematisch. Mit der stetigen Leistungssteigerung der Schweißroboter steigen auch die Anforderungen an die Schleifringe. Beispielsweise stellen höhere Drehzahlen, größere Ströme und eine größere Anzahl an Signalkanälen die Konstruktion und Fertigung der Schleifringe vor große Herausforderungen.
Darüber hinaus beeinflussen Qualität und Zuverlässigkeit von Schleifringen die Gesamtleistung von Schweißrobotern unmittelbar. Die Qualität der auf dem Markt erhältlichen Schleifringe variiert stark. Die Wahl eines ungeeigneten Schleifrings kann zu häufigen Roboterausfällen und einer geringeren Produktionseffizienz führen. Daher müssen Unternehmen bei der Auswahl von Schleifringen Faktoren wie Produktqualität, Leistung, Marke und Kundendienst umfassend berücksichtigen.
Gleichzeitig sollten wir auch darüber nachdenken, wie wir die Konstruktion und Technologie von Schleifringen weiter optimieren können, um den zukünftigen Entwicklungsanforderungen von Schweißrobotern gerecht zu werden. Beispielsweise durch die Erforschung und Entwicklung effizienterer und zuverlässigerer Schleifringmaterialien zur Verbesserung der Übertragungsgeschwindigkeit und -stabilität; durch die Erforschung neuer Schleifringstrukturen und Fertigungsprozesse zur Kosten- und Volumenreduzierung sowie zur Verbesserung der Integration und Anpassungsfähigkeit von Schleifringen.

Schlussfolgerung Schleifringe

Obwohl sie auf der Bühne von Schweißrobotern nicht sofort ins Auge fallen, sind Schleifringe Schlüsselkomponenten, die für deren effizienten Betrieb unerlässlich sind. Sie tragen unbemerkt zu Präzision, Stabilität und Effizienz der Schweißroboter bei. Auch in der zukünftigen Entwicklung der industriellen Automatisierung werden Schleifringe eine wichtige Rolle spielen. Gleichzeitig müssen wir kontinuierlich forschen und Innovationen vorantreiben, um den stetig wachsenden Herausforderungen und Anforderungen gerecht zu werden. Lassen Sie uns die Entwicklung der Schleifringtechnologie aufmerksam verfolgen und unsere Kompetenzen zur Verbesserung von Schweißrobotern und zum Fortschritt der industriellen Fertigung einsetzen.