Roboterversorgung Mehrfach- und Mehrmedienkupplung: Roboter modular verbinden

Redakteur: Sariana Kunze

Für die Medienversorgung von Robotern ist eine einfache Handhabung und Montage gefragt. Ein modulares Baukastenprinzip für Mehrfach- und Mehrmedienkupplung bietet Vorteile. Mit nur einer Schnittstelle kann die komplette Maschinenversorgung vorgenommen werden, die bisher rein elektrisch und elektronisch war.

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Die universelle Mehrfachkupplung Multiline E von Eisele kombiniert alle Medienleitungen für die Roboterversorgung.
Die universelle Mehrfachkupplung Multiline E von Eisele kombiniert alle Medienleitungen für die Roboterversorgung.
(Bilder: Eisele)

Industrieroboter und bewegliche bzw. wechselbare Baugruppen an Industrieanlagen müssen meist mit mehreren Betriebsmedien versorgt werden, die z.B. über Energieketten flexibel an ihren Einsatzort gelangen: Kühlwasser und Schweißgase für die Schweißzangen an Robotern der Automobilindustrie, Signalleitungen und Druckluft für Roboter in Verpackungs- und Pick-and-Place-Anlagen oder Flüssigkeiten und Schmierstoffe, die dosiert werden müssen. Hinzu kommen totraumfreie Verbindungen für Lackierroboter oder Leitungen für eine separate Elektroversorgung. Für den Anschluss der Versorgungsleitungen ist eine Mehrfachkupplung, die möglichst alle Medien in einem Kupplungsvorgang zusammenfasst, Einzelanschlüssen überlegen. Das Unternehmen Eisele hat für solche Mehrfach- und Mehrmedienkupplungen für den Anschluss von Funktionsgruppen an Robotern und Maschinen bei mittleren Steckzyklen das Konzept Multiline E entwickelt. Dieses Kupplungssystem ist einfach montierbar und handhabbar.

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Dank Modularität Anschlüsse beliebig kombinieren

Über ein modulares Baukastensystem mit Adaptiveinsätzen können genau die Anschlüsse in einer Mehrfachkupplung kombiniert werden, die für eine bestimmte Anwendung erforderlich sind. Montageaufwand und Rüstzeit lassen sich verringern. Dank des modularen Prinzips lassen sich so unterschiedliche Verbindungen wie Druckluft, Vakuum, Gase, Kühlwasser, Flüssigkeiten, Elektrik und Elektronik in einer Schnittstelle zusammenfassen. Die elektrisch leitenden Adaptiveinsätze hat Eisele in Kooperation mit Murrelektronik, Hersteller von elektrischer und elektronischer Automatisierungstechnik, entwickelt. Die Adaptiveinsätze passen mit den M12-Anschlussleitungen des Unternehmens aus Oppenweiler gut zusammen. Je nach Bedarf werden M12-Rundsteckverbinder oder andere Anschlussformen für Bussysteme, Steuerungstechnik und Elektroversorgung eingesetzt. Zusätzlich können Schlauchverbindungen integriert werden. Neben Mischkonzepten verschiedener Steuerleitungen sind auch Komplettlösungen für Elektrik und Elektronik möglich.

Multiline E kann mit dem kompletten M12-Stecker-Programm von Murrelektronik kombiniert und sämtliche in der Automobilindustrie gängigen I/O-Signale sowie bis zu 24 Volt Gleichstrom übertragen werden. Mit der Entwicklung des M12-Powersteckers ist die Mehrfachkupplung auch für 400 Volt Wechselstrom nutzbar. Der Powerstecker bietet hier eine Alternative zu den bekannten 7/8-Zoll-Steckern. Für die Integration der E-Stecker wurde das Design des Grundkörpers, der aus Edelstahl oder eloxiertem Aluminium gewählt werden kann, optimiert: Die Bohrlöcher für die einheitliche Außengeometrie der Adaptiveinsätze verfügen über eine zusätzliche Nut, so dass für die Elektroeinsätze die erforderliche Verdrehsicherung und Verpolsicherheit der E-Stecker garantiert ist. Auch eine fehlerhafte Montage der Kupplung ist aufgrund eines asymmetrischen Bohrbildes ausgeschlossen, so der Hersteller. Auf Basis des breiten Komplettsortiments von Murrelektronik kennt die Konfiguration der Multiline E kaum Grenzen.

Die tropffrei abdichtenden Adaptiveinsätze stellen das leckagefreie Kuppeln und Entkuppeln von Flüssigkeiten unter Druck sicher und ermöglichen die Kombination mit dem neuen und bald verfügbaren M12-Powerstecker für die Leistungselektronik in einer Kupplung. Der M12-Powerstecker ist für die Stromversorgung bei Spannungen bis zu 630 Volt geeignet. Mit einem Aderquerschnitt bis 2,5 mm2 ist der Anschluss für Leistungen klein und kompakt. Der Adaptiveinsatz mit bis zu fünf Leistungskontakten liefert bis zu 16 A je Pin und ist verpol-, schock- und vibrationssicher. Bei der Entwicklung des M12-Powersteckers wurde ein Augenmerk auf die Sicherheitsaspekte gelegt und das Gehäuse aus hochwertigem Kunststoff gefertigt. Zusätzlich sorgen umspritzte Leitungen für Dichtheit und schützen somit vor unerwünschten Kriechströmen. Das Konzept Multiline E wird sukzessive nach Kundenbedürfnissen um weitere Bauformen erweitert. Dabei kann auf das komplette Lieferprogramm von Murrelektronik zurückgegriffen werden. Dank einer optimierten Gehäuseversion mit einem praktischen Verriegelungsbügel ist das Kuppeln und Entkuppeln in wenigen Sekunden möglich. Mit diesem Schnellwechselsystem ist eine geringere Handkraft erforderlich, so dass auch eine komplett mit tropffreien Adaptiveinsätzen bestückte Mehrfachkupplung mit minimalem Kraftaufwand bedient werden kann. Die weit verbreiteten und genormten M12-Rundsteckverbinder gibt es bisher in vielen gängigen Bauweisen für unterschiedliche Anwendungen, darunter A-Codierung, drei bis zwölf Pole, AS-Interface, IO-Link, Cube67, Profibus und Ethernet.

Mit guter Usability Stillstandszeiten verkürzen

Die einfache Konfiguration des Baukastensystems mit Adapativeinsätzen und genormten M12-Steckereinsätzen sowie -Leitungen erleichtert die Konfiguration und Reparatur der Mehrfachkupplungen und spart durch den schnellen Tausch von Einzelteilen Kosten bei der Wartung und Reparatur. Herkömmliche Kupplungen müssen oft von Hand verdrahtet werden, so dass Verwechslungen, schlecht angezogene Schraubklemmen oder hochohmige Übergänge zwischen Schirmgeflecht und Anschluss für Fehler sorgen können und jede Kupplung erst eingehend getestet werden muss. Zudem verkürzt Multiline E die Stillstandszeiten von Roboter und Anlagen. Alle Bauteile sind getestet und fehlerfrei, so will der Hersteller eine gute Signalqualität bei der Steuerung von Robotern und Industriemaschinen garantieren. Die gute Usability des Konzeptes hat noch einen weiteren Vorteil: Ist ein Stecker oder eine Anschlussleitung defekt, kann jeder verantwortliche Mitarbeiter den Tausch der betroffenen Bauteile selbst durchführen. Das erleichtert die schnelle Fehlerbehebung im Praxisbetrieb. Weitere Einspareffekte entstehen dadurch, dass aus dem Baukasten problemlos und individuell für jeden Roboter nur die konkret benötigten Leitungen und Anschlüsse integriert werden können, anstatt eine einheitliche Maximalkonfiguration in größeren Stückzahlen vorzunehmen, die entsprechend teurer ist.

Auch bei der Konfiguration der Anschlussleitungen sind alle Optionen offen. Sie kann z.B. schleppkettentauglich, halogenfrei, schweissfunkenbeständig oder mit allen gängigen Zulassungen in jeder benötigten Länge geliefert werden. Die Anschlussleitungen lassen sich entweder mit selbstkonfektionierbaren Steckverbindern an die entsprechenden Adaptiveinsätze anschließen, oder sie werden mit vorkonfektionierten Anschlussleitungen geliefert. Auf Wunsch kann jeder Anwender die Verdrahtung der Anschlüsse auch selbst vornehmen und freie Leitungsenden bestellen.

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Maschinenversorgung mit einer Schnittstelle

Mit der Entwicklung von Multiline Adaptiv und Multiline E hat Eisele Pneumatics seine Ziele in einem neuen Produkt umgesetzt. Denn viele Industriestecker haben den Nachteil, dass der Zusammenbau nur mit Werkzeugen möglich ist. Werden darüber hinaus noch Kunststoffeinsätze verwendet, sind diese in der Regel und im Gegensatz zu den Gehäusen fragil und wenig haltbar. Aufgrund ihrer Bauweise ist die Fehlersuche bei Defekten aufwändig und im Zweifelsfall müssen ganze Komponenten getauscht werden. Der Hersteller von Ganzmetallanschlüssen begegnet diesen Nachteilen mit der Übertragung des Baukastenprinzips von Multiline E auf die marktgängigen Industriestecker durch robuste Adapter. Acht Anschlüsse können in einen solchen Adapter integriert werden. Dank des abgestimmten modularen Designs lassen sich verschiedene Anschlusstypen und Medien sowie verschiedene Anschlussdurchmesser flexibel in den Industriestecker integrieren. Die Maschinenversorgung kann über die bisher rein elektrische und elektronische Versorgung hinaus komplett in einer Schnittstelle vorgenommen werden. Um die Kombinationsmöglichkeiten des Baukastens übersichtlich darzustellen und den Anwendern ein kostenfreies Planungstool für die Auswahl und Bestückung zu ermöglichen, hat Eisele den Multiline Konfigurator entwickelt. In mehreren Schritten können online Bauform, Größe und Adaptiveinsätze nebst Zubehör ausgewählt und individuelle Mehrfachkupplungen zusammengestellt werden.

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