Powerleitungen für den Antrieb

Ungeplante Ausfälle durch Kabel und Leitungen in seinen Fertigungssystemen kann sich der Werkzeugmaschinenhersteller Emag nicht leisten. An die Verbindungstechnik stellen die Salacher Maschinenbauer deshalb „extrem hohe Anforderungen“, definiert der Technische Geschäftsführer Dr. Guido Hegener die Spielregel. Sogenannte OEE-Werte beurteilen die Verfügbarkeit einer Maschine und damit, wie effektiv diese ist. Abzüglich der Zeiten für geplante Stillstände, Störungen, Rüstvorgänge oder für den Anlauf ergibt sich ein Wert, der besagt, zu welchem Anteil der geplanten Maschinenlaufzeit tatsächlich produziert worden ist. Angesichts von Werten „bei 85 Prozent und höher bleibt für Ausfälle durch defekte Kabel und Leitungen keine Zeit mehr übrig“, beschreibt Hegener die hohe Anforderung an das C-Teil Kabel in der modernen Werkzeugmaschine.

Keine geringeren Ambitionen hegt der Hersteller für Verbindungstechnologie Lapp. Die Stuttgarter wollen exakt jene Anforderungen in Form eines Systems bieten, und dies „mit definierten Qualitätsmerkmalen weltweit im gleichen Standard“, grenzt Georg Stawowy, Vorstand Technik und Innovation bei der Lapp Gruppe, seine Servoverkabelung gegenüber Angeboten eher handwerklich ausgerichteter Konfektionäre ab. Auf der diesjährigen Hannover Messe hat das Unternehmen die Neuheit unter dem Label Ölflex Connect Servo für marktreif erklärt.

Neue Wege beim Konfektionieren

In vielerlei Hinsicht ist Lapp bei der Konfektion von Servoleitungen neue Wege gegangen: beim Material der Leitung, dem adaptierten Stecker, bei Schirmanschluss, modularem Aufbau, Isolierkörper sowie den Füllelementen, von denen statt herkömmlich 14 nur noch acht erforderlich sind. Auch wurden für die teilautomatisierte Fertigung der Servokonfektionen völlig neue Produktionsverfahren entwickelt. Dadurch können die Systeme global hergestellt werden. Ölflex Connect Servo wird aktuell in Stuttgart gefertigt, demnächst in Florham Park, New Jersey/USA, und in Singapur. Damit sei auch die weltweite Verfügbarkeit gesichert, sagt Stawowy. Kabel und Stecker teilautomatisiert zu verbinden, erhöhe die Qualität, Verfügbarkeit und Abschirmwirkung, betont der Vorstand die Vorteile.

„Das homogen abgestimmte Produkt wird in den drei Leistungsklassen Basic Line, Core Line und Extended Line angeboten“, beschreibt Klaus Joachim von der fürs Konfektionieren zuständigen Tochter Lapp Systems die Servokonfektion. Diese würden exakt die Bedürfnisse der Maschinenbauer abdecken und wären nie over-engineered, sagt der Senior Manager Automation. Überdies wären die Steckverbinder nicht nur kompatibel, sondern auch rückwärtskompatibel zu gängigen Antriebssystemen.

Bislang acht Antriebsstandards definiert

Laut Technikvorstand Stawowy sind bislang „acht Standards definiert, die Lapp in den nächsten eineinhalb Jahren auf den Markt bringen wird“. Inzwischen werden die ersten Servokonfektionen nach Siemens-Standard serienmäßig produziert. Im nächsten Jahr sollen Konfektionen nach SEW Eurodrive- sowie Rockwell-Standard in die Serienproduktion gehen. In der Pipeline sind weitere Standardkonfektionen, also Produkte nach den Standards der Antriebshersteller B+R, Beckhoff, Bosch Rexroth, Lenze und Fanuc. Beim Anwender Emag kommen Lapp-Konfektionen vor allem bei besonders kritischen Teilen zum Zug. „Neben den Leistungskabeln und den sogenannten Drive-CliQ-Kabeln sind dies vor allem jene Kabel, die die Signale an Drehgeber übertragen, betont Emag-Geschäftsführer Hegener.

Die Marktentwicklung spielt dem Kabelanbieter in die Hände. Der zunehmende Einsatz geregelter Motoren erweitert beständig das Feld der Servokonfektionierung. Laut Lapp wächst der weltweite Servomotorenmarkt im Schnitt mit 5,7 %. Rund 7,6 Mio. Antriebe befinden sich derzeit im Einsatz. Anwendungsbereiche gibt es viele. Auf Werkzeugmaschinen entfällt ein Anteil von rund 11 %. Ein solcher Motor kommt nicht ohne Powerleitung aus. „Die Antriebe sind an einer Schwelle, an der sich vieles ändern wird“, argumentiert Klaus Joachim. Die Taktraten der Werkzeugmaschinen werden ebenso zunehmen wie die Geschwindigkeit. „Damit die Antriebshersteller diese Anforderungen überhaupt bewältigen, wird die Schirmung elementar wichtig“, so der Automatisierungsexperte. Die nötigen EMV-Werte bietet die Ölflex Connect Servo schon heute.

360-Grad-Schirmung

Möglich macht dies auch der neu entwickelte Fertigungsprozess. Waren das Ablängen und Abisolieren des Kabels sowie Anbringen des Steckers bisher reine Handarbeit, sind diese Schritte nun größtenteils automatisiert. Manuell eingelegt werden nur noch die Adern in den Isolierkörper mit ࿬einer Spezialvorrichtung. Automatisiert schneiden Messer das Kabel auf die richtige Länge und entfernen die Isolation. Die Einzeladern werden in die Kontakte gepresst und nicht gelötet, was die Kontaktqualität verbessert. Clever gelöst wurde auch der Übergang der Kabelschirmung auf das Steckergehäuse. Dabei schiebt die Maschine die Schirmung zurück und presst sie in einen Ring ins Gehäuse. Dadurch haben die Drähte des Kabelschirms rund-herum großflächig Kontakt mit dem Stecker. Klaus Joachim zufolge verbessert „diese einzigartige 360-Grad-Schirmung die Abschirmwirkung um mindestens 100 Prozent gegenüber herkömmlichen Servokonfektionen“. Dieses Konzept hätten alle, mit denen er gesprochen habe, „für genial befunden“.

Für Emag ist Lapp zudem „ein Partner, der mit uns den Weg der Lean-Produktion von Werkzeugmaschinen gehen kann“, verweist Guido Hegener auf den Auftragsabwicklungsprozess und dessen durchgehende Vernetzung. Für die Kabel bedeute dies, dass der Gesamtprozess von der Angebotskonfiguration über die Erstellung der Auftragsstückliste bis zur Disposition und Montage vernetzt sei. „Bei den Standardmaschinen sind wir hier schon sehr weit“, sagt er. Jetzt gehe es darum, diesen Prozess auch für kundenspezifische Maschinen zu entwickeln.

Dietmar Kieser, Redakteur Beschaffung aktuell