Allt kretsar kring hybridkablar

Tillverkningsindustrin i omvandling

Hybridkabel överför både energi och data

Industriella processer automatiseras allt mer, vilket gör produktionen effektivare. Samtidigt går trenden mot både decentralisering och sammanslagning av tidigare separata moment, i centrala produktionsprocesser. Många av våra maskintillverkande kunder försöker hitta bra lösningar där nya funktioner och stor flexibilitet krävs, på en begränsad yta. Många gånger kan vi erbjuda specialkablar med flera funktioner i samma kabel, exempelvis kan energi till motorn och återkopplingssignalerna ledas genom en enda kabel, vilket sparar utrymme, energi och vikt. Installationen blir dessutom enklare.

Visionen med Industry 4.0, som syftar till att uppnå maximal flexibilitet och effektiv produktion med seriestorlekar ner till en (1) produkt, skulle inte vara möjlig utan digitalisering. En smart industrianläggning av det slaget kan bara fungera om maskiner och olika produkter agerar självständigt och kommunicerar i nätverk. Här spelar servodrivsystem en allt viktigare roll. De har blivit en självklar del i nätverkskommunicerande och flexibel produktion.

Viktiga parametrar som axelposition, varvtal, vibrationsnivå och temperatur kan överföras med hjälp av digitala gränssnitt för kommunikation mellan motorer och styrenheter. Det ställer allt hårdare krav på tillverkare av motorer och system. Fokus ligger på att minska kostnaderna, och spara utrymme, liksom på enkel implementering och optimal prestanda.

Hybridkablarna ÖLFLEX® SERVO FD 7DSL och ÖLFLEX® SERVO 7DSL

ÖLFLEX® SERVO FD 7DSL och ÖLFLEX® SERVO 7DSL

ÖLFLEX® SERVO FD 7DSL och ÖLFLEX® SERVO 7DSL, speciellt anpassade för det digitala gränssnittet ACURO®link.

LAPP har utvecklat två hybridkablar som är speciellt anpassade för det digitala gränssnittet ACURO®link: ÖLFLEX® SERVO FD 7DSL och ÖLFLEX® SERVO 7DSL. Här överförs både kraft och data via en gemensam kabel.
Det gäller även signaler från andra sensorer, som är integrerade i det digitala återkopplingsprotokollet från motorn. FD-versionen har en mycket slitstark PUR-mantel, särskilt lämpligt för användning i släpkedjor. I tillämpningar där kabeln är fast och skyddat installerad är den billigare PVC-versionen ett bättre val. Polypropylen (PP) används genomgående för att isolera ledarna. Detta val beror på att kablarna måste ha låg kapacitans och att ledarna behöver skyddas mot störande läckströmmar genom den flätade skärmen. Med PP kan isoleringen dessutom göras tunnare än med PVC. Med tunnare ledarisolering får hela kabeln mindre ytterdiameter. Här kan upp till 20 procent sparas genom att man väljer PP istället för PVC.

– LAPP kan bidra med sin expertis inom kablar för rörliga applikationer och erbjuder produkter som uppfyller de hårt ställda kraven inom detta område, förklarar Lucas Kehl, produktchef för kablar hos LAPP. ACURO®link kan användas för avancerade motorstyrningar tack vare den höga överföringshastigheten – upp till 10 MBd och datafrekvens upp till 32 kHz. Dessutom innebär överföringen av fullständiga positionsdata att gränssnittet får extremt hög elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). Denna kombination av egenskaper är unik på marknaden. Vi kan också integrera motorkabel med längd upp till 100 meter.

En kabel byggd på kunskap ger stora besparingar

Tvärsnitt av hybridkabel

En typisk hybridkabelkonstruktion; tre svarta kraftledare, GN/GE-skyddsledare, som tillval ledarpar för styrning med flätad skärm (svart), signalledarpar med folielaminerad film och flätad skärm (vit/blå).

Idag räcker det med en enda kabel för både energi och data. Här finns en stor besparingspotential. Speciellt för mindre drivsystem. Även installationen förenklas. En annan viktig faktor är att våra kablar som är avsedda för släpkedjor och robottillämpningar sparar utrymme, speciellt i jämförelse med konventionella servomotorkablar och pulsgivarkablar som av EMC-skäl måste hållas på ett visst avstånd från varandra.

Eftersom såväl data- som energi- och styrsignaler passerar genom hybridkablarna är det mycket viktigt att bedöma elektriska parametrar som karakteristisk impedans och dämpning, liksom kapacitans, induktans och
resistans per längdenhet, livslängd och överspänningsimpedanser i det definierade frekvensområdet.

Minskningen av antalet komponenter och kablar har uppenbara kostnadsfördelar. Bara att eliminera de separata signalkablarna till pulsgivaren kan ge kostnadsbesparingar upp till 35 procent. Även montering och underhåll förenklas. 

Hybridlösningar även för industriellt ethernet

Alternativa hybridlösningar är också tekniskt möjliga, till exempel sådana som är baserade på industriellt ethernet eller optiska dataöverföringssystem – som POF (optisk polymerfiber) eller PCF (polymerbelagd optisk
fiber). Även här erbjuder LAPP den erfarenhet som krävs på området. Speciellt med tanke på EMC är optisk dataöverföring en attraktiv lösning, eftersom modern teknik gör elektrisk signalöverföring allt känsligare för elektromagnetisk påverkan.

 

SAMARBETE MED HENGSTLER GMBH

Servomotorpulsgivare från Hengstler GmbH

Hengstler GmbH är en ledande europeisk tillverkare av industriella komponenter för detaljräkning och styrning. De samarbetar, liksom LAPP, gärna nära kända kunder under pilotprojektfasen.

Hengstler har lanserat gränssnittet ACURO®link, vilket enligt företaget halverar utrymmesbehovet, minskar installationskostnaden och höjer maskinsäkerheten i automatiserade industriprocesser. Hengstlers teknik Single Cable Solution är en kombination av pulsgivaren ACURO AD37 och gränssnittet ACURO®link, där övervakningsfunktionerna av driftdata är avgörande för implementering i Industry 4.0-miljö.

Både kraft till motorn och återkopplingssignaler leds genom en enda kabel, vilket påtagligt sparar utrymme, energi och vikt. All återkoppling från motorn möjliggörs tack vare hybridkablarna ÖLFLEX® SERVO FD 7DSL och ÖLFLEX® SERVO 7DSL, som LAPP har utvecklat.