Wo Kabel in der Robotik eingesetzt werden

Ein universelles „Roboterkabel“ gibt es nicht. Entscheidend sind die übertragene Leistung beziehungsweise die Signale und die tatsächliche Bewegung am Einbauort.

Flexibel, dauerbiegefest und torsionsgeeignet

Flexibles Kabel

Es lässt sich bei Installation, Wartung oder gelegentlicher Bewegung leicht biegen. Die Bezeichnung „flexibel“ bedeutet nicht automatisch, dass Millionen von Bewegungszyklen zulässig sind.

Kabel für dauernde Biegebeanspruchung

Diese Kabel sind für wiederholte Bewegungen ausgelegt, etwa in Schleppketten, Portalen, Pick-and-Place-Anlagen und automatisierten Maschinen. Mindestbiegeradius und die vom Hersteller angegebenen dynamischen Einsatzbedingungen müssen eingehalten werden.

Robotik- oder Torsionskabel

Mehrachsroboter können ein Kabel gleichzeitig biegen und um seine Längsachse verdrehen. Ein Kabel für dauernde lineare Bewegung ist nicht automatisch torsionsgeeignet. Bei wiederholter Verdrehung müssen die Torsionsangaben oder die ausdrücklich genannte Roboteranwendung des Herstellers geprüft werden.

Steuerleitungen für wiederholte Bewegung

Regelmäßig bewegte Steuerverbindungen erfordern einen Aufbau für dynamischen Betrieb. Beispiele im Ramcorp-Katalog sind Belden 7401W MachFlex und Alpha Wire 852605 Xtra-Guard Flex.

Für Portale, Linearachsen und Schleppketten ist LAPP 8910044 ÖLFLEX FD 890 ein Beispiel für dauerhaft bewegte Kabel in Energieketten. Schleppkettentauglichkeit allein belegt keine Torsionseignung.

Servo- und VFD-Kabel

Servomotoren und Frequenzumrichter (VFD) stellen besondere Anforderungen an Leistungsübertragung, Isolierung, Erdung und die Begrenzung elektrischer Störungen. Wird das Kabel bewegt, muss sein mechanischer Aufbau zusätzlich zum Bewegungsprofil passen.

Belden 29502F High-Flex VFD ist ein Beispiel für VFD-Anwendungen mit erhöhter Flexibilitätsanforderung. Bei der Auswahl sind Spannung, Leiter, Schirmung, Biegeradius und dynamischer Einsatz zu prüfen.

Encoder, Sensoren und Signale

Encoder, Resolver und Sensoren übertragen Rückführungssignale und können nahe an Motoren und Umrichtern liegen. Eine Schirmung kann zur Begrenzung elektromagnetischer Störungen (EMI) erforderlich sein, abhängig vom System.

Alpha Wire 86502CY Xtra-Guard Flex ist ein Beispiel für eine geschirmte, mehrpaarige Daten- und Signalleitung bei dauernder Biegebeanspruchung. Paaraufbau, Kapazität und Anforderungen des angeschlossenen Geräts müssen ebenfalls berücksichtigt werden.

Industrial Ethernet in Robotersystemen

Industrial Ethernet verbindet SPS, Sensoren, Kameras, Steuerungen und dezentrale Ein-/Ausgänge. Eine feste Netzwerkverbindung benötigt nicht zwangsläufig dasselbe Kabel wie eine bewegliche Achse.

Hochflexibles Ethernet

Belden 7938A Cat 5e High-Flex ist ein Beispiel für geschirmtes Industrial Ethernet in dynamischen Anwendungen, sofern Bewegungs- und Netzwerkspezifikationen zum System passen.

Ethernet für feste Verlegung oder gelegentliche Bewegung

LAPP 2170893 ETHERLINE ist ein geschirmtes Cat-5e-Kabel mit 22 AWG für PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP, PoE und PoE+. Es besitzt eine UL-AWM-Einstufung von 600 V, ist jedoch für feste Verlegung und gelegentliche Bewegung vorgesehen, nicht für dauernde Biegung am Roboter.

Dress Packs und Robotertypen

Ein Dress Pack führt und ordnet die Kabel entlang des Roboterarms. Die Verlegung bestimmt einen großen Teil der mechanischen Beanspruchung: zu kleine Biegeradien, übermäßiger Zug, Abrieb oder nicht vorgesehene Torsion können die Lebensdauer auch geeigneter dynamischer Kabel verkürzen.

Häufige Ursachen für Kabelausfälle

• Leiterermüdung: wiederholte Zyklen können Einzeldrähte brechen.
• Abrieb oder Mantelschäden: Reibung, Öl, Chemikalien, Hitze oder ungeeignete Umgebungsbedingungen können den Mantel beschädigen.
• Übermäßige Torsion: kann ein nur für lineare Biegung ausgelegtes Kabel schädigen.
• Falscher Biegeradius: erhöht die mechanische Belastung.
• Schirmschäden: beeinträchtigen Störschutz und Signalübertragung.
• Unzureichende Zugentlastung: überträgt Kräfte auf Leiter und Anschlüsse.

Kabel für eine Roboteranwendung auswählen

1. Bewegung: feste Verlegung, gelegentliche Bewegung, Dauerbiegung, Torsion oder Kombination.
2. Elektrische Anforderungen: Spannung, AWG, Leiter- beziehungsweise Paarzahl und Strom.
3. Mechanische Bedingungen: Biegeradius, Verfahrweg, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Zyklen und Torsion.
4. Umgebung: Temperatur, Öl, Kühlmittel, Chemikalien, UV, Feuchtigkeit und Abrieb.
5. Signal und EMI: Schirmung, Impedanz und gegebenenfalls Protokoll.
6. Zulassungen: Anforderungen nach UL, CSA, NEC sowie Vorgaben für Gerät und Installation prüfen.

Wählen Sie Kabel nicht allein nach Spannung und Leitergröße aus. Ein 600-V-Kabel kann elektrisch passen und trotzdem für Dauerbiegung oder Torsion ungeeignet sein.

Kabelbeispiele für Robotik und Automatisierung

Diese Produkte veranschaulichen unterschiedliche Konstruktionen und sind nicht automatisch austauschbar. Die Anwendung muss mit den aktuellen Herstellerunterlagen abgeglichen werden.

Unterstützung bei der Kabelauswahl für Robotik oder Automatisierung?

Ramcorp Wire & Cable unterstützt Sie bei der Beschaffung von Kabeln für Dauerbiegung, Steuerung, VFD, Industrial Ethernet und Instrumentierung sowie Spezialkabeln für Robotik und automatisierte Maschinen.

Bei Ersatzbedarf senden Sie uns Hersteller und Teilenummer. Für neue Anwendungen nennen Sie Leitergröße und -zahl, Spannung, Schirmung, Länge, Bewegungsart, Mindestbiegeradius, Torsionsanforderungen und Betriebsumgebung.

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