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Kabel & Stecker für Roboter

Anforderungen von vorne herein berücksichtigen

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Kabel- und Steckersysteme spielen bei der Funktionsfähigkeit für Roboter, Handling-Systeme und intelligente Werkzeugmaschinen eine essenzielle Rolle. Bürklin zeigt auf, worauf man achten sollte.

Nur so lassen sich die passenden Komponenten auswählen.

Die Vernetzung der Produktionsmittel hat zur Folge, dass ein Ausfall einer einzigen Komponente den gesamten Fertigungsprozess zum Stillstand bringen oder sogar Gefahr für Mitarbeiter oder Maschinen verursachen kann«, erklärt Jürgen Melm, Leiter Produktmanagement von Bürklin Elektronik. »Zu diesen Komponenten gehören nicht nur komplexe Elektronik-, Mechanik-, Pneumatik- oder Hydraulik-Systeme, sondern im besonderen Maße auch Kabel und Stecker. Kabelbruch und Kontaktprobleme in einer Anlage haben in der Regel weitreichende Folgen für den gesamten Produktionsprozess.«

Kabelverbindungen für mehrdimensionale Bewegungen

Auf der eigentlichen Fertigungsebene müssen Werkstücke transportiert, bewegt und physisch bearbeitet werden. Hier gibt es Roboter, Handling- und Zuführungssysteme, die mehrdimensionale Bewegungsabläufe ausführen. An den Greiforganen sind Sensoren angebracht, deren Rückmeldungen einerseits für absolut präzise Positionierung des Werkstücks sorgen und andererseits der Maschine einen Tastsinn verleihen. Neben Steuersignalen sowie Energieversorgung müssen auch die Sensorsignale aus und in die Anlagenteile geleitet werden, die mit hoher Dynamik beweglich sind. »Hier gibt es besonders hohe Anforderungen an die Flexibilität der verwendeten Kabel: Nicht nur die Biegsamkeit von Leiter und Mantel dürfen für einen vorgegebenen Betriebszeitraum nicht überbeansprucht werden, auch die Abriebfestigkeit der Kabelisolierung muss ausreichend groß sein. Dass die Leiter und Isolierungen für die maximal auftretenden Betriebsspannungen und Strombelastungen ausgelegt sind, auch im Falle von betrieblichen Unregelmäßigkeiten – z.B. mechanische Überlast eines Motors –, ist eigentlich selbstverständlich«, erläutert Melm. Hier sind vorsorglich ausreichende Sicherheitsreserven einzuplanen. Trotzdem darf die Steifigkeit des gewählten Kabels nicht so sein, dass davon die Mobilität und Dynamik des Automatisierungssystems eingeschränkt werden könnte.

Service- und Montagefreundlichkeit spielt in diesem Bereich eine wichtige Rolle für die Verfügbarkeit und damit Effizienz einer automatisierten Produktionseinrichtung. Farbcodierung der Kabel und Unverwechselbarkeit von Steckerverbindungen erleichtern Reparaturen oder Umrüstung und führen zu kürzeren Stillstandszeiten der Produktionslinie.

Industrielle Produktion findet in der Regel nicht im sauberen und trockenen Umfeld statt. Typische Beispiele sind Getränke-Abfüllanlagen, Dreh-, Fräs- oder Schweißautomaten, Metall- oder Kunststoffpressen und ähnliches. «Hier sind die Kabel- und Steckersysteme beispielsweise Nässe, mehr oder weniger aggressiven Flüssigkeiten oder chemischen Substanzen, Ölen, Schmierfetten, Schweißperlen, scharfkantigen Werkstücken und extremen Temperaturen ausgesetzt«, schildert der Experte von Bürklin.

Stecker im industriellen Umfeld sind also so zu wählen, dass sie einerseits widerstandsfähig gegen die beschriebenen Umgebungseinflüsse sind und andererseits unter allen Umständen sicheren Kontakt gewährleisten. »Andererseits sollte die Steckverbindung im Servicefall oder bei Umrüstung der Produktionsanlage leicht lösbar sein. Die maximale Zahl der Steckzyklen muss so reichlich bemessen sein, dass es für die voraussichtliche Lebensdauer bzw. die Wartungszyklen des Automatisierungssystems ausreicht«, rät Melm.

Nicht jeder Stecker eignet sich zudem für die Kombination mit jedem beliebigen Kabel. Auch dies spielt natürlich bei der Auswahl sowie Festlegung der Verbindungs- und Montagetechnik (Pressen, Crimpen, Löten usw.) eine Rolle. »Selbst gleiche Steckertypen unterschiedlicher Hersteller können durchaus für den Anwendungsbereich relevante Differenzen aufweisen. Erforderliche bzw. bestehende Zertifizierungen sowie Freigaben von Hersteller- und Kundenseite sind hier natürlich auch zu berücksichtigen«, so Melm.

Qualifizierter Partner unterstützt bei der Auswahl

Es gibt allerdings kein Kabel- oder Steckersystem, das universell für alle der beschriebenen Umgebungsbedingungen und Anforderungen bei Anwendungen in der Robotik und Indus­trie­automatisierung geeignet wäre. Wenn man als Anlagenbauer selbst nicht in der Lage ist, auf Grundlage dieser Informationen die Auswahlkriterien für Kabel sowie Stecker festzulegen und die geeigneten Produkte zu identifizieren, empfiehlt Melm, einen auf diesem Gebiet kompetenten Partner zurate zu ziehen.

Fündig wird der Kunde zum Beispiel bei Bürklin Elektronik, der ein großes Sortiment renommierter Hersteller im Programm hat und aufgrund genauer Produktkenntnisse den erforderlichen technischen Support bieten kann. Spezielle Produkte sind mit Hilfe der Filterfunktion anhand entsprechender Schlagworte im Katalogsystem schnell gefunden, z.B. Schleppkettentauglichkeit bei Kabeln. »Natürlich sind für viele Produkte alternativ auch identische Teile anderer Hersteller oder z.B. Kabel-/Steckersysteme unterschiedlicher Länge lieferbar«, resümiert Melm.

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