Startseite > Feldebene > E-mechanik & Interfaces > Die Anforderungen an Leitungen und Schirmung

Robotik

Die Anforderungen an Leitungen und Schirmung

20. August 2014, 8:51 Uhr | Jacques Besio, Frank Rothermund

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Hybridkabel im Trend

Nicht nur die klassischen Roboterhersteller, sondern auch die Systemintegratoren und Instandhaltungsbetriebe haben Bedarf an technisch anspruchsvollen Verkabelungslösungen im und am Roboter. Neben den klassischen Steuer- und Energieleitungen liegen hier vor allem die so genannten Nabelschnüre und Hybridkabel im Trend. Ein Beispiel hierfür war die konkrete Anforderung eines Systemintegrators, verschiedene Bussysteme an einem Knickarmroboter über alle sechs Achsen zu führen. Auf Grund des beschränkten Platzbedarfes kam es häufig zu Problemen bei der Integration der gewünschten Bussysteme. Die Lösung brachte in diesem Fall ein von Lapp speziell für die konkrete Anwendung konzipiertes, so genanntes „Multibuskabel“.

In dieser Hightech-Leitung vereinen sich gleich drei am Markt häufig verwendete Bussysteme: Interbus, Profibus und Devicenet. Um die Hybridleitung optmimal zu nutzen, wurden darüber hinaus fünf Leistungsadern integriert. Die spezielle Herausforderung an diese Leitung bestand darin, die einzelnen Komponenten entsprechend ihrer Wellenimpedanz abzuschirmen und die geforderten Datenübertragungsraten bei gleichzeitiger Verwendung zu sichern. Durch die zu erwartenden mechanischen Belastungen durch Torsion und Biegung war den Konstrukteuren schnell klar, dass klassische Schirmgeflechte nicht verwendbar sind, denn diese würden die gewünschte Standzeit der Leitung von fünf Millionen Zyklen nicht ohne die Erhöhung des Übergangswiderstands des Geflechts überstehen. Ergo schirmte man die Leitungen mittels speziell geflochtener Umlegung hermetisch so ab, dass selbst im Gleichbetrieb aller Bussysteme die Datenübertragung störungsfrei und dauerhaft gewährleistet werden konnte.

Neben den modernsten Daten-übertragungssystemen basierend auf klassischen (Feld-)Bus- oder Ethernet-Systemen steht bei den Roboterherstellern häufig auch die Antriebsverdrahtung der Servomotoren im Vordergrund. Speziell für diese Zwecke hat Lapp mit der „Ölflex Servo 7DSL“ eine so genannte Ein-Kabel-Lösung entwickelt. Das heißt: Während es früher üblich war, Servoantrieb und Umrichter mit zwei Leitungen zu verbinden – einer Servoleitung für die Leistungsversorgung des Motors sowie einer Geberleitung für die Übermittlung der Daten über Position und Drehzahl des Motors – kann diese neue Hybridleitung beide Funktionen gleichzeitig erfüllen. Das Besondere dabei ist, dass die Encoder/Resolver-Signale auf die Versorgungsspannung des Feedback-Systems aufmoduliert werden. Diese Lösung wird sich auch zukünftig für die Robotik weiterentwickeln, da sie nicht nur Gewicht einspart, sondern auch kostbaren Platz im Inneren des Roboters freigibt.

Autoren: Frank Rothermund ist Market Manager Robotics bei der Lapp Group und Jacques Besio ist Leiter Produktion bei Lapp Muller in Frankreich.