Servomotoren und Umrichter wurden bisher stets mit zwei Leitungen verbunden: eine Leitung für die Energieversorgung und eine für das Gebersignal, das zum Beispiel über die Drehzahl und die Lage des Motors informiert. Seit ein paar Jahren bieten immer mehr Antriebshersteller Servomotoren mit Einkabel-Lösungen an. Bei den sogenannten Hybridleitungen – wie auch Igus sie im Sortiment führt – laufen die Energieversorgung und Datenübermittlung über eine einzige Leitung, indem die Geberleitung in die Servoleitung integriert wird. Damit entfällt die notwendige Verkabelung mit einer separaten Messsystem-Leitung für den Encoder. Bei der Zusammenlegung der Servo- und Encoderleitung zu einer Hybridleitung gilt es, die notwendigen Datenübertragungseigenschaften zu gewährleisten und die störfreie Funktion der Leitung für viele Millionen Doppelhübe sicherzustellen. Eine sichere Übertragung der Bussignale auf maximaler Leitungslänge bei vielen Bewegungszyklen stellt besondere Anforderungen an die verwendeten Isolationswerkstoffe der Busadern. Denn der Motor dreht sich nur, wenn die Qualität des Signals optimal beim Empfänger ankommt. Hier kommen Leitungen mit Schirmung ins Spiel. Der Schirm sorgt für den Schutz des Datenpaares vor internen und externen Störungen wie zum Beispiel Spannungsspitzen.
Flacher Winkel und hoher Deckungsgrad
Bei den Hybridleitungen von Igus sorgt die geflochtene Schirmung für eine hohe Lebensdauer. Der Motion-Plastics-Spezialist verwendet einen besonders engen Schirm. Die Flechtung verläuft in einem flachen Winkel, mit hoher optischer Bedeckung. Damit werden die auf die Schirmdrähte einwirkenden Kräfte nicht zu groß. Der Schirmaufbau wird dabei speziell angepasst. Diese feste Konstruktionsweise gibt der gesamten Leitungskonstruktion die notwendige Bewegungsfreiheit und sorgt für eine hohe Lebensdauer. Für eine zusätzliche Sicherheit aller Chainflex-Leitungen sorgt die kurze Schlaglänge der Verseilung. Besonders wichtig dabei ist die zusätzliche Unterstützung des Verseilverbandes durch sogenannte zwickelfüllende, extrudierte Innen- und Außenmäntel, die die Zwischenräume zwischen den Adern völlig mit dem Mantelwerkstoff ausfüllen. So kann sich die Verseilung nicht aufdrehen.
Hybridleitungen in der Energiekette
Die Schirmungen halten in statischen Anwendungen nahezu unbegrenzt stand. Wird die Leitung jedoch innerhalb einer Energiekette in Bewegung gesetzt, beispielsweise in Werkzeugmaschinen oder Handlingssystemen, so treffen weitere beanspruchende Kräfte auf. Deshalb ist es hier sinnvoll, konsequent auf die richtige Wahl der Leitung zu achten. Igus testet sein komplettes Sortiment an Leitungen im hauseigenen 2750 m² großen Testlabor in der Bewegung unter realen Bedingungen. Im Labor werden neben den mechanischen Tests in der Energiekette auch die Übertragungseigenschaften der Bussysteme analysiert. Dazu werden die Bussysteme separat gemessen und es wird überprüft, ob die Datenübertragung über den kompletten Testzeitraum, der durchaus mehrere Millionen Doppelhübe dauert, eingehalten wird. Auf Basis der Daten aus dem Testlabor vergibt Igus als einziger Hersteller eine Garantie von 36 Monaten auf sein komplettes Leitungssortiment.
Installationsaufwand reduziert, Kosten gespart
Ein weiterer Vorteil der Hybridleitungen liegt vor allem in der einfachen und verkürzten Konfektionierungszeit gegenüber einer Zweikabellösung. So können Maschinen schneller montiert und in Betrieb genommen werden. Zusätzlich kommt es zu einer Einsparung des Bauraumes in der Energiekette, sodass auf ein kleineres und kostengünstigeres Modell zurückgegriffen werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich der Anschluss an die Steuerung bzw. den Motor kompakter gestaltet, sodass der Kunde nur noch ein Stecker für das gesamte System benötigt.
Hybridleitung erfolgreich im Einsatz
Dass die Hybridleitungen von Igus funktionieren, Montagezeit verkürzen und Kosten sparen, zeigt der Einsatz bei IMA Klessmann. Bis zu fünfzig Servoachsen auf engem Raum, hohe Dynamik, hohe Erwartungen an die Lebensdauer und kleine Biegeradien sind die Anforderungen, die die Hybridleitungen in einem Bohrautomaten erfüllen müssen. Die Chainflex-Einkabeltechnologie fasst Power- und Feedbacksystem in der Servoleitung zusammen. Das reduzierte den Aufwand für Material und Inbetriebnahme ganz deutlich, aber es stellte die Verantwortlichen bei IMA Klessmann im ersten Schritt vor eine echte Herausforderung. Burkhard Reese, Elektro-Endmontage Bereich Stationär- und Bohrtechnik: „Wir benötigten eine Hybridleitung, die bei der großen Dynamik eine hohe Lebensdauer und Ausfallsicherheit gewährleistet.“ Alle Beteiligten bei IMA waren sich einig, dass es sich lohnt, dieses Ziel anzustreben – nicht nur aus technischen Gründen. Marcel Sulewski, Teamleiter Elektro im Einkauf: „Je nach Position des Schaltschranks – die vom Kunden vorgegeben wird – verlegen wir bis zu 4 km Leitungen. Die Einkabeltechnologie spart also ganz erheblich Kosten und Installationsaufwand. Wir mussten nur sicherstellen, dass sie zuverlässig funktioniert.“ Igus bot dazu ein maßgeschneidertes Testprogramm an. Die Hybridleitungen wurden mit über 4 Mio. Hüben in den IMA-spezifischen Biegeradien getestet und geprüft. Bereits seit 2016 sind die Leitungen erfolgreich in den flexiblen Bohrsystemen im Einsatz.
Große Leitungsvielfalt ab Lager
Der Anwender hat bei Igus neben Hybridleitungen die Auswahl aus über sieben Leitungsqualitäten für Motor-, Messsystem-, Steuer- und Spezialleitungen für unterschiedliche Branchen. Alle Chainflex-Leitungen haben aufgrund ihrer Konstruktion und den verschiedenen Werkstoffen eine besonders hohe Materialqualität. Die Leitungen kann der Kunde direkt ab Lager, ab Losgröße 1 als Meterware oder direkt in seiner Wunschlänge bestellen. Optional erhält er seine Leitungs-Lösung direkt mit Steckverbinder vom Hersteller als geprüftes Readycable. Mit rund 4200 konfektionierten Leitungen nach allen 24 Herstellerstandards ist Igus weltweit die Nr. 1 bei konfektionierten Leitungen für den Einsatz in Energieketten. Ist der Kunde auf der Suche nach der optimalen konfektionierten Leitung für seine Anwendung, so bietet das Unternehmen mit dem Readycable-Finder ein praktisches Tool zur Auswahl der richtigen Antriebsleitung an. Der Lebensdauerrechner hilft bei der Bestimmung der Laufzeit der ausgewählten Lösung.
Leitungen anschlussfertig in der Energiekette
Als zusätzlichen Service bietet Igus seine Leitungen direkt anschlussfertig in einem fertig konfektionierten Energiekettensystem an. Durch die unterschiedlichen Darreichungsformen kann der Kunde daher stets das Angebot auswählen, das am besten zu ihm passt. Entscheidet der Kunde sich für eine konfektionierte e-kette, so kann er seine Prozesse deutlich optimieren und dabei bis zu 95 % seiner Durchlauf- und Montagezeiten einsparen. Die fertigen Systeme reduzieren die Anzahl an Einkaufsoptionen, die Stücklistenpositionen, die Anzahl der Ansprechpartner und den Montageaufwand auf ein Minimum. Sie vermeiden unnötigen Lagerplatz und die Verschwendung von Ressourcen. Sie schaffen perfekte Schnittstellen und erhöhen den Wettbewerbsvorteil für den Kunden und das mit einem geprüften, getesteten und garantierten System aus einer Hand. ge
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